JP2000239379A - Production of polysuccinimide - Google Patents

Production of polysuccinimide

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JP2000239379A
JP2000239379A JP37146399A JP37146399A JP2000239379A JP 2000239379 A JP2000239379 A JP 2000239379A JP 37146399 A JP37146399 A JP 37146399A JP 37146399 A JP37146399 A JP 37146399A JP 2000239379 A JP2000239379 A JP 2000239379A
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JP
Japan
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polysuccinimide
solid
molecular weight
average molecular
producing
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JP37146399A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Machida
勝彦 町田
Susumu Fukawa
進 府川
Shinji Ogawa
伸二 小川
Toshio Kato
敏雄 加藤
Makoto Sukegawa
誠 助川
Yoshihiro Irisato
義広 入里
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Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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Publication date
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  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain polysuccinimide having high weight-average molecular weight and a specific molecular weight distribution by solid phase polymerization of a pulverized mixture of polysuccinimide and an acid catalyst. SOLUTION: This polysuccinimide is obtained by solid phase polymerization of a pulverized mixture of polysuccinimide and an acid catalyst pref. in an inert gas atmosphere at 120-350 deg.C; wherein the particle size distribution of the pulverized mixture is pref. such that the volume-average diameter is 1-500 μm. The polysuccinimide thus obtained pref. satisfies the following relationships simultaneously: 3×103<=Mw1<=2×105, 8×104<=Mw<=1×106, and Mw1<Mw2 (Mw1 is the weight-average molecular weight of the polysuccinimide before solid phase polymerization; Mw2 is the weight-average molecular weight of the polysuccinimide after solid phase polymerization), and furthermore, it is preferable that the molecular weight distribution of the polysuccinimide before solid phase polymerization satisfy the relationship: 1<=Mw1/Mn1<=4 (Mn1 is the number-average molecular weight of the polysuccinimide before solid phase polymerization).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ポリコハク酸イミ
ドの製造方法に関する。また本発明は酸性触媒を用いて
アスパラギン酸の重合を行うポリコハク酸イミドの製造
方法に関する。
[0001] The present invention relates to a method for producing polysuccinimide. Further, the present invention relates to a method for producing polysuccinimide in which aspartic acid is polymerized using an acidic catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリコハク酸イミドは、ポリアスパラギ
ン酸等のポリアミノ酸誘導体の製造において、好適な前
駆体又は中間体である。ポリコハク酸イミド、ポリアス
パラギン酸等のポリアミノ酸誘導体は、生分解性を有す
ることが知られており、環境に適合するポリマーとして
有用である。また、ポリコハク酸イミドの誘導体である
架橋ポリアスパラギン酸塩は、生分解性とともに、吸水
性を有する極めて有用なポリマーである。
BACKGROUND OF THE INVENTION Polysuccinimide is a suitable precursor or intermediate in the production of polyamino acid derivatives such as polyaspartic acid. Polyamino acid derivatives such as polysuccinimide and polyaspartic acid are known to have biodegradability and are useful as environmentally compatible polymers. Further, crosslinked polyaspartate, which is a derivative of polysuccinimide, is a very useful polymer having water absorption as well as biodegradability.

【0003】アミノ酸を、酸性触媒の存在下で反応させ
ることにより、ポリコハク酸イミドやポリアミノ酸類を
製造する技術としては、例えば、以下〜に挙げるよ
うなものがある。
Techniques for producing polysuccinimides and polyamino acids by reacting amino acids in the presence of an acidic catalyst include the following techniques.

【0004】 P.Neriらの方法(Journa
l of Medicinal Chemistry、
1973年16巻8号) P.Neriらは、アスパラギン酸、リン酸を反応して
得られた反応混合物を、薄層状として加熱し、重合を行
った結果を報告している。この手法によって、真空系で
は、重合度n=1100〜1600(分子量10.7〜
15.5万相当)を有する高分子量のポリコハク酸イミ
ドが得られる。しかし、常圧系では、前記のように薄い
層状として加熱を行っているにもかかわらず、重合度n
=380〜900(分子量3.7〜8.7万相当)を有
するポリコハク酸イミドが得られるにとどまり、真空系
での重合操作よりも分子量は低い。
[0004] P. The method of Neri et al. (Journa
l of Medicinal Chemistry,
1973, Vol. 16, No. 8) Neri et al. Report the result of heating and polymerizing a reaction mixture obtained by reacting aspartic acid and phosphoric acid in a thin layer. By this method, in a vacuum system, the degree of polymerization n = 1100 to 1600 (molecular weight 10.7 to
(Equivalent to 150,000). However, in the normal pressure system, although the heating is performed as a thin layer as described above, the degree of polymerization n
= 380 to 900 (corresponding to a molecular weight of 3.7 to 87,000), and the molecular weight is lower than that of a polymerization operation in a vacuum system.

【0005】P.Neriらの行っている薄層状として
加熱する方法は、具体的には、アスパラギン酸100g
及びリン酸50gを用いて得たペースト状反応混合物
を、1000cm2の面積を有するテフロン被覆トレイ
上で加熱するものである。
[0005] The method of heating as a thin layer carried out by Neri et al. Is, specifically, 100 g of aspartic acid.
And 50 g of phosphoric acid, and heating the paste-like reaction mixture on a Teflon-coated tray having an area of 1000 cm 2 .

【0006】反応混合物処理量に比べ、このように大き
な装置面積を必要とする反応方法は、連続かつ大量の製
造を実施する場合には、装置設計が極めて困難となる。
また、得られたポリコハク酸イミドの分子量分布に関す
る開示は無い。
A reaction method requiring such a large apparatus area as compared with the reaction mixture throughput makes it extremely difficult to design the apparatus when performing continuous and large-scale production.
There is no disclosure about the molecular weight distribution of the obtained polysuccinimide.

【0007】 米国特許5,142,062号 第1段階として、アスパラギン酸とリン酸類の混合物
を、温度100〜250℃、圧力1bar未満で反応さ
せ、分子量1万〜10万のポリコハク酸イミドを含有す
る固体反応混合物を製造し、第2段階として、第1段階
で得た固体反応混合物を0.001〜2mmの粒子サイ
ズに粉砕し、さらに第1段階の温度・圧力範囲から選択
した条件下で重縮合を行うことによって、分子量10万
〜20万を有する高分子量のポリコハク酸イミドを製造
する技術が開示されている。しかし、第1段階で得た固
体反応混合物の粒度分布に関する開示は無い。
US Pat. No. 5,142,062 As a first step, a mixture of aspartic acid and phosphoric acid is reacted at a temperature of 100 to 250 ° C. and a pressure of less than 1 bar, containing a polysuccinimide having a molecular weight of 10,000 to 100,000. A solid reaction mixture is prepared, and as a second step, the solid reaction mixture obtained in the first step is pulverized to a particle size of 0.001 to 2 mm, and further, under conditions selected from the temperature and pressure range of the first step. A technique for producing a high-molecular-weight polysuccinimide having a molecular weight of 100,000 to 200,000 by performing polycondensation is disclosed. However, there is no disclosure about the particle size distribution of the solid reaction mixture obtained in the first step.

【0008】この技術は、前記と同様に、高分子量の
ポリコハク酸イミドが得られるものの、全て、真空系で
の反応操作が要求される。実施例に開示された反応例で
は、全て真空系の反応操作が行われており、特に、固相
重合操作では、高真空下(1mbar)での操作が要求
されている。また、得られたポリコハク酸イミドの分子
量分布に関する開示は無い。
In this technique, a high-molecular-weight polysuccinimide can be obtained in the same manner as described above, but all require a reaction operation in a vacuum system. In all of the reaction examples disclosed in the examples, a vacuum-based reaction operation is performed. In particular, in a solid-state polymerization operation, an operation under a high vacuum (1 mbar) is required. There is no disclosure about the molecular weight distribution of the obtained polysuccinimide.

【0009】 特開平7−216084号(米国特許
第5,457,176号) アミノ酸と酸性触媒の混合物を加熱し、アミノ酸ポリマ
ーを製造する方法が開示されている。カラム4(33〜
35行)には、最大重量平均分子量6万以下を有するア
ミノ酸ポリマーを製造することが、この技術の目的の1
つであることが明らかにされている。
JP-A-7-216084 (US Pat. No. 5,457,176) discloses a method for producing an amino acid polymer by heating a mixture of an amino acid and an acidic catalyst. Column 4 (33 ~
It is one of the objectives of this technology to produce an amino acid polymer having a maximum weight average molecular weight of 60,000 or less.
It is clear that it is one.

【0010】実施例3には、アスパラギン酸800g
(6.01モル)、85%オルトリン酸200g(リン
酸 1.73モル)を混合して得た湿潤粘着性白色粉末
の反応混合物を、ステンレス鋼パン上にて層状として加
熱した例が開示されている。実施例3において、湿潤粘
着性粉末の反応混合物は、240℃、1時間の加熱によ
って、外側が硬く、中心部が粘着性である、固体の塊へ
変化したことが開示されている。固体の塊については、
乳鉢と乳棒を用いて粉砕後、さらに240℃、6時間、
加熱を行い、Mw1.55万を有するポリコハク酸イミ
ドが得られている。ここでは粉砕後の粒子サイズについ
て何ら開示が無い。
Example 3 contains 800 g of aspartic acid.
(6.01 mol), a reaction mixture of a wet sticky white powder obtained by mixing 200 g of 85% orthophosphoric acid (1.73 mol of phosphoric acid) was heated in a stainless steel pan and heated as a layer. ing. Example 3 discloses that the reaction mixture of the wet sticky powder was transformed into a solid mass with a hard outer and sticky center by heating at 240 ° C. for 1 hour. For solid masses,
After crushing using a mortar and pestle, further 240 ° C, 6 hours,
By heating, a polysuccinimide having Mw of 155,000 was obtained. Here, there is no disclosure about the particle size after grinding.

【0011】実施例に開示されたポリコハク酸イミドの
重量平均分子量の最大値は2.4万の低分子量ポリマー
であり、分子量6万以下のアミノ酸ポリマーを製造する
という目的と一致している。
The maximum value of the weight average molecular weight of the polysuccinimide disclosed in the Examples is a low molecular weight polymer of 24,000, which is consistent with the purpose of producing an amino acid polymer having a molecular weight of 60,000 or less.

【0012】 特開平8−231710号(米国特許
第5,688,903) この技術は、アミノ酸1分子当たりに、0.005〜
0.25モルの触媒が均一に分散された微粉状の原料
(アミノ酸及び触媒の混合物)を製造し、重縮合操作を
実施することを特徴とする。実施例には、真空系、及
び、常圧系での反応例が開示されており、アスパラギン
酸とリン酸を均一に混合した原料を、微粉砕機によって
粉砕して微粉状原料とした反応が実施されている。
JP-A-8-231710 (US Pat. No. 5,688,903) This technique uses 0.005 to 0.005 amino acids per amino acid molecule.
It is characterized in that a fine powdery raw material (a mixture of an amino acid and a catalyst) in which 0.25 mol of a catalyst is uniformly dispersed is produced, and a polycondensation operation is performed. In Examples, a vacuum system, and a reaction example in a normal pressure system are disclosed, and a reaction in which a raw material obtained by uniformly mixing aspartic acid and phosphoric acid is pulverized by a pulverizer into a fine powdery raw material is described. It has been implemented.

【0013】リン酸、五酸化リン又はポリリン酸の使用
量を前記範囲とし、微粉状原料を用いて反応を行うこと
により、重合過程での泡沫相形成、重合後の凝集塊生成
等の問題を解決している。しかし、ポリコハク酸イミド
を、ジメチルホルムアミド溶液として評価した粘度指数
値を分子量に換算すると、例4は約1.9万、例8は約
2.8万であり、得られたポリコハク酸イミドは分子量
3万未満の低分子量のものに限られており、高分子量の
ポリコハク酸イミドを製造する方法としては十分でな
い。また、得られたポリコハク酸イミドの分子量分布に
関する開示は無い。
When the amount of phosphoric acid, phosphorus pentoxide or polyphosphoric acid used is within the above range and the reaction is carried out using fine powdery raw materials, problems such as the formation of a foam phase in the polymerization process and the formation of aggregates after the polymerization are solved. Solved. However, when the viscosity index value obtained by evaluating polysuccinimide as a dimethylformamide solution was converted into a molecular weight, Example 4 was about 19,000, Example 8 was about 28,000, and the obtained polysuccinimide had a molecular weight of about 28,000. It is limited to those having a low molecular weight of less than 30,000, which is not sufficient as a method for producing a high molecular weight polysuccinimide. There is no disclosure about the molecular weight distribution of the obtained polysuccinimide.

【0014】前記〜の従来技術では、酸性触媒を用
いるアスパラギン酸の重合において、真空系、及び/又
は、常圧系の反応が実施されている。
In the above prior arts, in the polymerization of aspartic acid using an acidic catalyst, a vacuum system and / or a normal pressure system reaction is carried out.

【0015】しかし、重量平均分子量8万以上を有する
高分子量のポリコハク酸イミドが得られる条件は、実質
的に真空系で実施される固相重合操作のみに限定されて
いた。
However, conditions for obtaining a high-molecular-weight polysuccinimide having a weight-average molecular weight of 80,000 or more have been substantially limited to only a solid-state polymerization operation performed in a vacuum system.

【0016】一方、常圧系の固相重合操作においては、
重量平均分子量3万以上を有するポリコハク酸イミドを
得る方法は、前記の、非常に大きな装置面積を必要と
する反応方法に限られており、連続かつ大量の製造を実
施しようとする場合には、装置設計が困難である。
On the other hand, in the normal-pressure solid-phase polymerization operation,
The method for obtaining a polysuccinimide having a weight-average molecular weight of 30,000 or more is limited to the above-described reaction method requiring a very large apparatus area, and when a continuous and large-scale production is to be performed, Equipment design is difficult.

【0017】また従来の技術では、重量平均分子量8万
以上を有し、かつ限定された分子量分布を有する高分子
量のポリコハク酸イミドの製法方法に関する開示は無か
った。
In the prior art, there is no disclosure regarding a method for producing a high molecular weight polysuccinimide having a weight average molecular weight of 80,000 or more and having a limited molecular weight distribution.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題の一つは、固相重合により、高い重量平均分子
量を有するポリコハク酸イミドを提供することである。
One of the problems to be solved by the present invention is to provide a polysuccinimide having a high weight average molecular weight by solid phase polymerization.

【0019】本発明が解決しようとする課題の一つは、
固相重合により、高い重量平均分子量と限定された範囲
の分子量分布を有するポリコハク酸イミドを提供するこ
とである。
One of the problems to be solved by the present invention is as follows.
An object of the present invention is to provide a polysuccinimide having a high weight average molecular weight and a limited molecular weight distribution by solid phase polymerization.

【0020】本発明が解決しようとする課題の一つは、
より簡便な装置によりポリコハク酸イミドを固相重合す
る技術を提供することである。
One of the problems to be solved by the present invention is as follows.
An object of the present invention is to provide a technique for solid-state polymerization of polysuccinimide by a simpler apparatus.

【0021】本発明が解決しようとする課題の一つは、
高価で複雑な真空系の固相重合装置を必要としない、連
続かつ大量の製造に好適な、ポリコハク酸イミドを固相
重合する技術を提供することである。
One of the problems to be solved by the present invention is as follows.
An object of the present invention is to provide a technique for solid-state polymerization of polysuccinimide which is suitable for continuous and mass production without requiring an expensive and complicated vacuum-type solid-state polymerization apparatus.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記従来
技術の問題点に鑑み、高分子量のポリコハク酸イミドの
製造方法について鋭意検討した結果、ポリコハク酸イミ
ドと酸性触媒を含んでなる混合物を微粉状とした粉体を
固相重合することによって、重量平均分子量8万以上を
有する高分子量のポリコハク酸イミドが製造できること
を見出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems In view of the above-mentioned problems of the prior art, the present inventors have conducted intensive studies on a method for producing a high-molecular-weight polysuccinimide, and have found that a mixture comprising a polysuccinimide and an acidic catalyst is obtained. It has been found that a high-molecular-weight polysuccinimide having a weight-average molecular weight of 80,000 or more can be produced by solid-phase polymerization of a powder obtained by pulverizing into a fine powder, and the present invention has been completed.

【0023】本発明は、以下の[1]〜[19]に記載
した事項により特定される。なお、ポリコハク酸イミド
の固相重合方法は、ポリコハク酸イミドの製造方法を包
含する意味の表現である。
The present invention is specified by the following items [1] to [19]. In addition, the solid-phase polymerization method of polysuccinimide is an expression having a meaning including the method of producing polysuccinimide.

【0024】[1] ポリコハク酸イミドと酸性触媒を
含んでなる混合物を微粉状とした粉体を固相重合するこ
とを特徴とするポリコハク酸イミドの固相重合方法。
[1] A method for solid-state polymerization of polysuccinimide, which comprises solid-phase polymerization of a powder obtained by pulverizing a mixture containing polysuccinimide and an acidic catalyst.

【0025】[2] 粉体の粒度分布が、体積平均直径
1〜500μmを有するものであることを特徴とする
[1]に記載したポリコハク酸イミドの固相重合方法。
[2] The method for solid-state polymerization of polysuccinimide according to [1], wherein the powder has a particle size distribution having a volume average diameter of 1 to 500 μm.

【0026】[3] 固相重合が、不活性ガス雰囲気で
行われるものである[1]又は[2]に記載したポリコ
ハク酸イミドの固相重合方法。
[3] The method for solid-state polymerization of polysuccinimide according to [1] or [2], wherein the solid-state polymerization is performed in an inert gas atmosphere.

【0027】[4] 固相重合が、120〜350℃で
行われるものである[1]乃至[3]の何れかに記載し
たポリコハク酸イミドの固相重合方法。
[4] The method for solid-state polymerization of polysuccinimide according to any one of [1] to [3], wherein the solid-state polymerization is performed at 120 to 350 ° C.

【0028】[5] 固相重合前のポリコハク酸イミド
の重量平均分子量をMw1、固相重合後のポリコハク酸
イミドの重量平均分子量をMw2としたときに、重量平
均分子量Mw1と重量平均分子量Mw2が、数式(1)
〜数式(3)を同時に満足するものである[1]乃至
[4]の何れかに記載したポリコハク酸イミドの固相重
合方法。 3×103 ≦ Mw1 ≦ 2×105 (1) 8×104 ≦ Mw2 ≦ 1×106 (2) Mw1 < Mw2 (3)。
[5] When the weight average molecular weight of the polysuccinimide before the solid phase polymerization is Mw1 and the weight average molecular weight of the polysuccinimide after the solid phase polymerization is Mw2, the weight average molecular weights Mw1 and Mw2 are: , Formula (1)
The method for solid-state polymerization of polysuccinimide according to any one of [1] to [4], which simultaneously satisfies the following expressions (3) to (3). 3 × 10 3 ≦ Mw1 ≦ 2 × 10 5 (1) 8 × 10 4 ≦ Mw2 ≦ 1 × 10 6 (2) Mw1 <Mw2 (3).

【0029】[6] 固相重合前のポリコハク酸イミド
の重量平均分子量をMw1、数平均分子量をMn1とし
たときに固相重合前のポリコハク酸イミドの分子量分布
Mw1/Mn1が、数式(4)を満足するものである
[5]に記載したポリコハク酸イミドの固相重合方法。 1 ≦ Mw1/Mn1 ≦ 4 (4)。
[6] When the weight average molecular weight of the polysuccinimide before solid phase polymerization is Mw1 and the number average molecular weight is Mn1, the molecular weight distribution Mw1 / Mn1 of the polysuccinimide before solid phase polymerization is represented by the following equation (4). [5] The method for solid-state polymerization of polysuccinimide according to [5]. 1 ≦ Mw1 / Mn1 ≦ 4 (4).

【0030】[7] 固相重合後のポリコハク酸イミド
の重量平均分子量をMw2、数平均分子量Mn2とした
ときに固相重合後のポリコハク酸イミドの分子量分布M
w2/Mn2が、数式(5)を満足するものである
[5]又は[6]に記載したポリコハク酸イミドの固相
重合方法。 1 ≦ Mw2/Mn2 ≦ 4 (5)。
[7] When the weight average molecular weight of the polysuccinimide after the solid phase polymerization is Mw2 and the number average molecular weight is Mn2, the molecular weight distribution M of the polysuccinimide after the solid phase polymerization is M
The solid-state polymerization method of polysuccinimide according to [5] or [6], wherein w2 / Mn2 satisfies Expression (5). 1 ≦ Mw2 / Mn2 ≦ 4 (5).

【0031】[8] 固相重合前のポリコハク酸イミド
の重量平均分子量をMw1、数平均分子量をMn1とし
固相重合後のポリコハク酸イミドの重量平均分子量をM
w2、数平均分子量Mn2としたときに、固相重合前の
ポリコハク酸イミドの分子量分布Mw1/Mn1と、固
相重合後のポリコハク酸イミドの分子量分布Mw2/M
n2が数式(6)を満足するものである[5]乃至
[7]の何れかに記載したポリコハク酸イミドの固相重
合方法。 1 ≦ Mw1/Mn1 ≦ Mw2/Mn2 ≦ 4 (6)。
[8] The weight average molecular weight of the polysuccinimide before solid phase polymerization is Mw1, the number average molecular weight is Mn1, and the weight average molecular weight of the polysuccinimide after solid phase polymerization is M
w2, the number average molecular weight Mn2, the molecular weight distribution Mw1 / Mn1 of the polysuccinimide before solid phase polymerization and the molecular weight distribution Mw2 / M of the polysuccinimide after solid phase polymerization
The solid-state polymerization method for polysuccinimide according to any one of [5] to [7], wherein n2 satisfies Expression (6). 1 ≦ Mw1 / Mn1 ≦ Mw2 / Mn2 ≦ 4 (6).

【0032】[9] 工程1(固体状反応混合物製造工
程)として、アスパラギン酸と、酸性触媒を、混合し、
40〜350℃で、加熱して得られた、数式(1)で示
される重量平均分子量Mw1を有するポリコハク酸イミ
ドを含有する固体状反応混合物を製造する工程、工程2
(粉砕工程)として、工程1(固体状反応混合物製造工
程)で得られた固体状反応混合物を、粉砕及び/又は分
級し、微粉状反応混合物を製造する工程、工程3(固相
重合工程)として、[1]乃至[8]の何れかに記載し
た固相重合方法によりポリコハク酸イミドを製造する工
程、とを含んで構成されるものであることを特徴とす
る、ポリコハク酸イミドの製造方法。
[9] In step 1 (a step of producing a solid reaction mixture), aspartic acid and an acidic catalyst are mixed,
A step of producing a solid reaction mixture containing a polysuccinimide having a weight average molecular weight Mw1 represented by Formula (1) and obtained by heating at 40 to 350 ° C., Step 2
(Pulverizing step), a step of pulverizing and / or classifying the solid reaction mixture obtained in Step 1 (solid reaction mixture producing step) to produce a fine powdery reaction mixture, Step 3 (solid phase polymerization step) A method for producing a polysuccinimide by the solid-state polymerization method according to any one of [1] to [8]. .

【0033】[10] 工程1(固体状反応混合物製造
工程)が、0.1MPa以上、50MPa以下、の圧力
下において、アスパラギン酸と、酸性触媒を、混合し、
40〜350℃で、加熱して得られた、数式(1)で示
される重量平均分子量Mw1を有するポリコハク酸イミ
ドを含有する固体状反応混合物を製造する工程であるこ
とを特徴とする[9]に記載したポリコハク酸イミドの
製造方法。
[10] In the step 1 (the step of producing a solid reaction mixture), aspartic acid and an acidic catalyst are mixed under a pressure of 0.1 MPa or more and 50 MPa or less,
[9] characterized by a step of producing a solid reaction mixture containing a polysuccinimide having a weight average molecular weight Mw1 represented by Formula (1) obtained by heating at 40 to 350 ° C. The method for producing a polysuccinimide described in 1 above.

【0034】[11] 工程1(固体状反応混合物製造
工程)が、0.00001MPa以上、0.1MPa未
満、の圧力下において、アスパラギン酸と、酸性触媒
を、混合し、40〜350℃で、加熱して得られた、数
式(1)で示される重量平均分子量Mw1を有するポリ
コハク酸イミドを含有する固体状反応混合物を製造する
工程であることを特徴とする[9]又は[10]に記載
したポリコハク酸イミドの製造方法。
[11] In the step 1 (the step of producing a solid reaction mixture), aspartic acid and an acidic catalyst are mixed under a pressure of not less than 0.00001 MPa and less than 0.1 MPa. The process according to [9] or [10], which is a step of producing a solid reaction mixture containing a polysuccinimide having a weight average molecular weight Mw1 represented by Formula (1) and obtained by heating. A method for producing a polysuccinimide.

【0035】[12] 工程3(固相重合工程)が、工
程2(粉砕工程)で得られた微粉状反応混合物を圧力
0.1MPa以上、50MPa以下の不活性ガス中にお
いて、120〜350℃で固相重合を行うことにより、
数式(2)で示される重量平均分子量Mw2を有するポ
リコハク酸イミドを製造する工程であることを特徴とす
る[9]乃至[11]の何れかに記載したポリコハク酸
イミドの製造方法。
[12] In the step 3 (solid phase polymerization step), the fine powdery reaction mixture obtained in the step 2 (pulverization step) is heated to 120 to 350 ° C. in an inert gas having a pressure of 0.1 MPa or more and 50 MPa or less. By performing solid state polymerization at
The method for producing a polysuccinimide according to any one of [9] to [11], which is a step of producing a polysuccinimide having a weight average molecular weight Mw2 represented by Formula (2).

【0036】[13] 工程3(固相重合工程)が、工
程2(粉砕工程)で得られた微粉状反応混合物を、0.
00001MPa以上、0.1MPa未満、の圧力下に
おいて、120〜350℃で固相重合を行うことによ
り、数式(2)で示される重量平均分子量Mw2を有す
るポリコハク酸イミドを製造する工程であることを特徴
とする[9]乃至[12]の何れかに記載したポリコハ
ク酸イミドの製造方法。
[13] In the step 3 (solid-state polymerization step), the fine powdery reaction mixture obtained in the step 2 (pulverization step) is mixed with 0.1.
A step of producing a polysuccinimide having a weight average molecular weight Mw2 represented by Formula (2) by performing solid-state polymerization at 120 to 350 ° C under a pressure of 00001 MPa or more and less than 0.1 MPa. The method for producing a polysuccinimide according to any one of [9] to [12].

【0037】[14] 酸性触媒の使用量が、原料のア
スパラギン酸1モル当たり、0.01〜1.0モルの範
囲であることを特徴とする[1]乃至[13]の何れか
に記載したポリコハク酸イミドの製造方法。
[14] The method according to any one of [1] to [13], wherein the amount of the acidic catalyst used is in the range of 0.01 to 1.0 mol per mol of aspartic acid as a raw material. A method for producing a polysuccinimide.

【0038】[15] 酸性触媒が、リン酸素酸を含む
ものであることを特徴とする[14]に記載したポリコ
ハク酸イミドの製造方法。
[15] The method for producing polysuccinimide according to [14], wherein the acidic catalyst contains a phosphorus oxyacid.

【0039】[16] リン酸素酸が、オルトリン酸、
ピロリン酸、ポリリン酸、及び、五酸化リンからなる群
から選択された少なくとも一種であることを特徴とする
[15]に記載したポリコハク酸イミドの製造方法。
[16] The phosphorus oxyacid is orthophosphoric acid,
The method for producing polysuccinimide according to [15], wherein the method is at least one selected from the group consisting of pyrophosphoric acid, polyphosphoric acid, and phosphorus pentoxide.

【0040】[17] [1]乃至[16]の何れかに
記載した製造方法により得られたポリコハク酸イミド。
[17] A polysuccinimide obtained by the production method according to any one of [1] to [16].

【0041】[18] [17]で得たポリコハク酸イ
ミドを加水分解して得られたポリアスパラギン酸
(塩)。
[18] Polyaspartic acid (salt) obtained by hydrolyzing the polysuccinimide obtained in [17].

【0042】[19] [17]で得たポリコハク酸イ
ミドに対し、架橋反応、及び、加水分解反応を含む操作
を実施して得られた吸水性ポリマー。
[19] A water-absorbing polymer obtained by performing an operation including a crosslinking reaction and a hydrolysis reaction on the polysuccinimide obtained in [17].

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な態様につい
て説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below.

【0044】[アスパラギン酸]本発明で使用するアス
パラギン酸は、L体、D体、DL体の何れであってもよ
い。
[Aspartic acid] The aspartic acid used in the present invention may be any of L-form, D-form and DL-form.

【0045】[酸性触媒]また、本発明で使用する酸性
触媒は、特に限定されるものではないが、例えば、リン
酸素酸が好ましい。リン酸素酸類の具体例としては、例
えば、オルトリン酸、ピロリン酸、ポリリン酸、及び、
五酸化リン等が挙げられ、これらからなる群から選択さ
れた少なくとも一種を使用することが好ましい。
[Acid Catalyst] The acidic catalyst used in the present invention is not particularly limited, but for example, phosphoric acid is preferred. Specific examples of the phosphorus oxygen acids include, for example, orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, polyphosphoric acid, and
Phosphorus pentoxide and the like, and it is preferable to use at least one selected from the group consisting of these.

【0046】酸性触媒は、溶媒(水、アルコール等の極
性溶媒)で希釈された状態であっても良いが、通常、好
ましくは10重量%以上、より好ましくは50重量%、
特に好ましくは70重量%以上、最も好ましくは85重
量%以上の酸性触媒濃度として使用する。酸性触媒濃度
が低すぎると、一般に、重合操作の過程で除去しなけれ
ばならない溶媒の量が多くなり、エネルギーを余計に使
用することになる。逆に、酸性触媒濃度が高すぎても、
一般に、効果は大きくは変わらないが、酸性触媒に関係
するコスト(酸性触媒の濃縮に要するエネルギー等)が
増大する。
The acidic catalyst may be diluted with a solvent (a polar solvent such as water or alcohol), but is usually preferably at least 10% by weight, more preferably at least 50% by weight.
It is particularly preferred to use an acidic catalyst concentration of at least 70% by weight, most preferably at least 85% by weight. If the concentration of the acidic catalyst is too low, generally the amount of solvent that must be removed during the course of the polymerization operation increases, resulting in additional energy use. Conversely, even if the acidic catalyst concentration is too high,
In general, the effect is not largely changed, but costs related to the acidic catalyst (energy required for concentration of the acidic catalyst, etc.) are increased.

【0047】酸性触媒の使用量は、原料のアスパラギン
酸1モル当たり、好ましくは、0.001〜1.5モ
ル、より好ましくは、0.01〜1.0モル、さらに好
ましくは、0.1〜0.9、特に好ましくは、0.4〜
0.8モルの範囲である。酸性触媒の使用量が少なすぎ
ると、通常、生成するポリコハク酸イミドの重量平均分
子量が小さくなる。逆に、過剰量の酸性触媒使用は、一
般に、不経済である。
The amount of the acidic catalyst used is preferably 0.001 to 1.5 mol, more preferably 0.01 to 1.0 mol, and further preferably 0.1 to 1 mol per mol of aspartic acid as a raw material. ~ 0.9, particularly preferably 0.4 ~
It is in the range of 0.8 mol. If the amount of the acidic catalyst is too small, the weight average molecular weight of the resulting polysuccinimide usually becomes small. Conversely, the use of excess acid catalyst is generally uneconomical.

【0048】[ポリコハク酸イミド]本発明の方法に従
って得られるポリコハク酸イミドの構造は、線状構造で
あっても、分岐状構造を有するものであってもよい。
[Polysuccinimide] The structure of the polysuccinimide obtained according to the method of the present invention may be a linear structure or a branched structure.

【0049】[不活性ガス]本発明で使用される不活性
ガスは、特に限定されない。反応に悪影響を与えないガ
スが好ましく、具体的には、例えば、窒素、二酸化炭
素、アルゴン等が用いられる。なお、不活性ガスは、1
種類のガスを用いても、複数種類のガスを混合して用い
てもかまわない。
[Inert gas] The inert gas used in the present invention is not particularly limited. A gas that does not adversely affect the reaction is preferable. Specifically, for example, nitrogen, carbon dioxide, argon, or the like is used. The inert gas is 1
Different kinds of gases may be used, or plural kinds of gases may be mixed and used.

【0050】不活性ガスは、伝熱用媒体としても利用で
きるため、連続かつ大量の製造を実施する場合において
も、反応混合物を効率よく均一加熱することが容易であ
り、品質(例えば重量平均分子量等)のばらつきが少な
いポリコハク酸イミドを製造することができる。
Since the inert gas can also be used as a heat transfer medium, it is easy to efficiently and uniformly heat the reaction mixture even when continuous and large-scale production is carried out, and the quality (for example, weight average molecular weight) Etc.) can be produced.

【0051】不活性ガスは、通常、再生処理を経て、再
使用されることが好ましい。再生処理は、一般に、不活
性ガス中に含有される、水分及び/又は不純物(反応副
生成物等)の濃度を低減するために実施される。
It is preferable that the inert gas is usually reused after a regeneration treatment. The regeneration treatment is generally performed to reduce the concentration of moisture and / or impurities (such as reaction by-products) contained in the inert gas.

【0052】具体的操作としては、通常、吸着操作、吸
収操作、冷却操作、加熱操作、集塵操作等から選択され
る少なくとも一つ以上の操作を実施し、水分及び/又は
不純物の濃度を低減することが好ましい。ここで吸着操
作においては、ゼオライト類や、親水性架橋樹脂類(例
えば、イオン交換樹脂等)等、を吸着剤に用いることが
できる。
As a specific operation, usually, at least one operation selected from an adsorption operation, an absorption operation, a cooling operation, a heating operation, a dust collection operation and the like is performed to reduce the concentration of moisture and / or impurities. Is preferred. Here, in the adsorption operation, zeolites, hydrophilic cross-linked resins (for example, ion-exchange resins, etc.) and the like can be used as the adsorbent.

【0053】不活性ガスを用いる際、不活性ガス中の水
分濃度が高いと、通常、得られるポリコハク酸イミドの
重量平均分子量は低くなることがある。逆に、水分濃度
が0%の場合には、ポリマーには影響が無いが、一般
に、不活性ガスの再生処理に関係するコストが過大とな
らないように考慮する必要が有る。
When an inert gas is used, if the water concentration in the inert gas is high, the weight average molecular weight of the resulting polysuccinimide may usually be low. Conversely, when the water concentration is 0%, there is no effect on the polymer, but in general, it is necessary to consider that the cost related to the inert gas regeneration treatment does not become excessive.

【0054】また、水分濃度の別の基準としては、不活
性ガスの露点を用いることもできる。本発明では、不活
性ガスの露点が、好ましくは、−20℃以下、より好ま
しくは−30℃以下、さらに好ましくは、−40℃以
下、特に好ましくは、−50℃以下、最も好ましくは、
−60℃以下、であることが好ましい。
As another criterion for the water concentration, the dew point of the inert gas can be used. In the present invention, the dew point of the inert gas is preferably −20 ° C. or lower, more preferably −30 ° C. or lower, still more preferably −40 ° C. or lower, particularly preferably −50 ° C. or lower, and most preferably
It is preferably −60 ° C. or lower.

【0055】また、不純物濃度が高いと、場合により、
ポリコハク酸イミドの着色、変性等が生じることが有
る。逆に、不純物濃度が0%の場合には、ポリマーには
影響が無いが、一般に、不活性ガスの再生処理に関係す
るコストが過大とならないように考慮する必要が有る。
If the impurity concentration is high,
Coloring or modification of the polysuccinimide may occur. Conversely, when the impurity concentration is 0%, there is no effect on the polymer, but in general, it is necessary to consider that the cost related to the inert gas regeneration treatment does not become excessive.

【0056】[固体状反応混合物製造工程] アスパラギン酸と酸性触媒の混合 固体状反応混合物製造工程における、アスパラギン酸と
酸性触媒の混合操作は、直接混合を行っても、溶媒
(水、アルコール等の極性溶剤)に溶解又は分散させて
行ってもよい。
[Step of Producing Solid Reaction Mixture] Mixing of Aspartic Acid and Acid Catalyst In the step of producing a solid reaction mixture, the mixing operation of aspartic acid and the acidic catalyst can be carried out directly or by mixing the solvent (water, alcohol, etc.). (Polar solvent).

【0057】混合操作を行う温度は、好ましくは、5〜
350℃、より好ましくは、20〜250℃、さらに好
ましくは、40〜200℃、特に好ましくは、60〜1
50℃、最も好ましくは、80〜120℃の範囲であ
る。温度が低すぎると、通常、酸性触媒が高濃度の場合
には粘性が高く、良好な混合状態を得るのに時間がかか
る。逆に温度が高すぎると、通常、酸性触媒とアスパラ
ギン酸が十分に混合される前に、不均一な状態で重合が
開始し、不均一な固体状混合物が形成されるため、低分
子量のポリコハク酸イミドが生成する原因になる。
The temperature at which the mixing operation is performed is preferably 5 to
350 ° C, more preferably 20 to 250 ° C, further preferably 40 to 200 ° C, particularly preferably 60 to 1
50 ° C, most preferably in the range of 80 to 120 ° C. If the temperature is too low, the viscosity is usually high when the concentration of the acidic catalyst is high, and it takes time to obtain a good mixed state. Conversely, if the temperature is too high, the polymerization starts in a heterogeneous state before the acidic catalyst and aspartic acid are sufficiently mixed, and a heterogeneous solid mixture is formed. It causes the formation of acid imide.

【0058】混合操作を行う圧力は、適宜選択される。
混合操作を行う温度下で、効率よく混合操作が実施でき
る圧力とする。圧力は、好ましくは0.00001〜5
0MPa、より好ましくは0.0001〜5MPa、さ
らに好ましくは、0.001〜0.5MPaである。圧
力が低すぎると、通常、混合過程で、十分な混合が難し
くなる場合がある。圧力が高すぎると、通常、高耐圧性
の装置が必要となり、大量の製造を行うためには装置設
計が困難になる。
The pressure at which the mixing operation is performed is appropriately selected.
At a temperature at which the mixing operation is performed, the pressure is set so that the mixing operation can be performed efficiently. The pressure is preferably between 0.00001 and 5
The pressure is 0 MPa, more preferably 0.0001 to 5 MPa, and still more preferably 0.001 to 0.5 MPa. If the pressure is too low, sufficient mixing may be difficult in the mixing process. If the pressure is too high, a device with high pressure resistance is usually required, and it is difficult to design the device for mass production.

【0059】混合操作を行う時間は、特に限定されない
が、好ましくは、1秒〜20時間、さらに好ましくは、
5秒〜8時間、より好ましくは、10秒〜3時間、特に
好ましくは、30秒〜2時間、最も好ましくは、1分〜
60分とする。適度な混合操作時間とすることで、均一
性の良好な混合物が得られるとともに、着色や変性が防
止できる。
The time for performing the mixing operation is not particularly limited, but is preferably 1 second to 20 hours, more preferably
5 seconds to 8 hours, more preferably 10 seconds to 3 hours, particularly preferably 30 seconds to 2 hours, and most preferably 1 minute to
60 minutes. By setting the mixing operation time to an appropriate time, a mixture having good uniformity can be obtained, and coloring and denaturation can be prevented.

【0060】混合操作は、系内の酸素濃度が低減された
条件下、又は、酸素濃度が0%である条件下で実施する
ことが好ましく、前記の不活性ガス中で実施することが
好ましい。
The mixing operation is preferably carried out under the condition where the oxygen concentration in the system is reduced or under the condition where the oxygen concentration is 0%, and is preferably carried out in the above-mentioned inert gas.

【0061】混合操作では、酸性触媒との混合と同時
に、アスパラギン酸の反応が開始し、系内にアスパラギ
ン酸由来の水が生じる場合がある。生成する水を利用し
て、酸性触媒とアスパラギン酸を混合する操作をより効
率的に実施することも好ましい。
In the mixing operation, the reaction of aspartic acid starts simultaneously with the mixing with the acidic catalyst, and water derived from aspartic acid may be generated in the system. It is also preferable to perform the operation of mixing the acidic catalyst and aspartic acid more efficiently by using the generated water.

【0062】 固体状反応混合物の製造 固体状反応混合物製造工程では、さらに、前記の様な
方法で得た、主としてアスパラギン酸、酸性触媒からな
る原料混合物を加熱し、固体状反応混合物を製造する。
原料混合物は、酸性触媒量や加熱温度等の反応条件によ
り、液状、スラリー状、ペースト状等の種々の性状を示
し、その後、固体状へと変化する。
Production of Solid Reaction Mixture In the solid reaction mixture production step, the raw material mixture mainly composed of aspartic acid and acidic catalyst obtained by the above-mentioned method is further heated to produce a solid reaction mixture.
The raw material mixture shows various properties such as liquid, slurry, and paste, depending on reaction conditions such as the amount of the acidic catalyst and the heating temperature, and then changes to a solid.

【0063】原料混合物の加熱は、好ましくは、40〜
350℃、より好ましくは、80〜300℃、さらに好
ましくは、100〜200℃にて行う。温度が低すぎる
と、通常、固体状反応混合物を製造するために必要な時
間が長くなり、大型の装置が必要となる。温度が高すぎ
ると、通常、生成した固体状反応混合物の着色、変性、
又は、分解が生じる。
The heating of the raw material mixture is preferably carried out at 40 to
It is carried out at 350 ° C, more preferably at 80 to 300 ° C, and still more preferably at 100 to 200 ° C. If the temperature is too low, usually the time required to produce the solid reaction mixture is lengthened, requiring large equipment. If the temperature is too high, the resulting solid reaction mixture is usually colored, denatured,
Or, decomposition occurs.

【0064】本発明においては、圧力は特に限定されな
い。加熱する温度下で、効率よく系内の水分を低減でき
る圧力とする。圧力は、好ましくは0.000001〜
50MPa、より好ましくは0.0001〜5MPa、
さらに好ましくは0.001〜0.5MPaである。圧
力が低すぎると、通常、固体状反応混合物を製造する過
程で、水分が蒸発する際に著しい発泡が生じるため容積
効率が低下する場合がある。圧力が高すぎると、通常、
高耐圧性の反応器が必要となり、大量の製造を行う場合
には、装置設計が困難になる。
In the present invention, the pressure is not particularly limited. At the heating temperature, the pressure is set so that the moisture in the system can be efficiently reduced. The pressure is preferably from 0.000001 to
50 MPa, more preferably 0.0001 to 5 MPa,
More preferably, it is 0.001 to 0.5 MPa. When the pressure is too low, in the process of producing a solid-state reaction mixture, volumetric efficiency may decrease due to remarkable foaming when water evaporates. If the pressure is too high,
A high pressure reactor is required, and when mass production is performed, the design of the apparatus becomes difficult.

【0065】原料混合物の加熱操作を行う時間は、特に
限定されないが、好ましくは、1秒〜20時間、さらに
好ましくは、10秒〜8時間、より好ましくは、1分〜
5時間、特に好ましくは、10分〜3時間、最も好まし
くは、30分〜2時間とする。適度な加熱操作時間とす
ることで、顕著な着色や変性が生じていない固体状反応
混合物が得られる。
The time for heating the raw material mixture is not particularly limited, but is preferably 1 second to 20 hours, more preferably 10 seconds to 8 hours, and more preferably 1 minute to 1 hour.
5 hours, particularly preferably 10 minutes to 3 hours, most preferably 30 minutes to 2 hours. By setting the heating time to an appropriate time, a solid reaction mixture free from significant coloring and denaturation can be obtained.

【0066】加熱の際には、反応物の着色や変性を防止
するために、通常、系内の酸素濃度が低減された条件
下、又は、酸素濃度が0%である条件下で実施すること
が好ましく、前記の不活性ガス中で実施することが好ま
しい。
In order to prevent the reaction product from being colored or denatured, the heating is usually carried out under the condition where the oxygen concentration in the system is reduced or under the condition where the oxygen concentration is 0%. It is preferable to carry out in the above-mentioned inert gas.

【0067】固体状反応混合物の製造は、連続式操作、
回分式操作の何れでもよい。固体状反応混合物を製造す
るための装置は、特に限定されない。前記のような原料
の混合操作及び加熱操作が実施できる装置であればよ
い。また、原料の混合処理と、加熱処理を、2つ以上の
装置に分割して行っても良い。具体的には、撹拌槽、解
砕・粉砕機構付乾燥機、遊星運動撹拌装置付乾燥機、撹
拌乾燥機、1軸又は2軸混練機等、任意の装置を用いる
ことができる。
The preparation of the solid reaction mixture can be carried out continuously,
Any of batch operations may be used. The apparatus for producing the solid reaction mixture is not particularly limited. Any device can be used as long as it can perform the mixing operation and the heating operation of the raw materials as described above. Further, the mixing process of the raw materials and the heating process may be performed separately in two or more devices. Specifically, any device such as a stirring tank, a dryer with a crushing / crushing mechanism, a dryer with a planetary motion stirring device, a stirring dryer, a single-shaft or twin-shaft kneader can be used.

【0068】また、本発明の固体状反応混合物工程に用
いられる装置及び方法としては、『改訂六版 化学工学
便覧』(編者:社団法人 化学工学会、発行所:丸善株
式会社、1999年)の『14 調湿・水冷却・乾燥』
(735〜788頁)、『7攪拌』(421〜454
頁)、『6 伝熱・蒸発』(343〜420頁)に記載
されている装置及び方法を包含する。
The apparatus and method used in the solid-state reaction mixture process of the present invention are described in “Revised Sixth Edition Chemical Engineering Handbook” (editor: Japan Society for Chemical Engineering, published by Maruzen Co., Ltd., 1999). "14 Humidity control, water cooling, drying"
(Pp. 735-788), “7 Stirring” (421-454)
Page 6) and “6 Heat transfer / evaporation” (pages 343 to 420).

【0069】 固体状反応混合物に含有されるポリコ
ハク酸イミドの重量平均分子量 固体状反応混合物製造工程では、重量平均分子量(Mw
1)が、前記数式(1)〜(3)で示される重量平均分
子量を有するポリコハク酸イミドを含有した固体状反応
混合物を製造する。重量平均分子量が低すぎると、通
常、後工程における操作が困難になる場合がある。具体
的には、固相重合工程において、固体状反応混合物が溶
融・融着を生じる場合がある。逆に、重量平均分子量が
高すぎると、通常、固体状反応混合物を製造する装置で
の非常に長い滞留時間が要求され、副反応を生じる虞が
ある。
Weight Average Molecular Weight of Polysuccinimide Contained in Solid Reaction Mixture In the solid reaction mixture production process, the weight average molecular weight (Mw
1) produces a solid reaction mixture containing a polysuccinimide having a weight average molecular weight represented by the above formulas (1) to (3). If the weight average molecular weight is too low, the operation in the post-process may be usually difficult. Specifically, in the solid-state polymerization step, the solid reaction mixture may cause melting and fusing. Conversely, if the weight average molecular weight is too high, a very long residence time is usually required in an apparatus for producing a solid reaction mixture, which may cause a side reaction.

【0070】本発明では、固体状反応混合物中に含有さ
れるポリコハク酸イミドの重量平均分子量が、好ましく
は数式(7)の範囲に、より好ましくは数式(8)の範
囲に、特に好ましくは数式(9)、最も好ましくは数式
(10)の範囲となるように操作を行なう。 3.0×103 ≦ Mw1 ≦ 1.5×105 (7) 1.0×104 ≦ Mw1 ≦ 1.0×105 (8) 1.5×104 ≦ Mw1 ≦ 8.0×104 (9) 2.0×104 ≦ Mw1 ≦ 6.0×104 (10)。
In the present invention, the weight average molecular weight of the polysuccinimide contained in the solid reaction mixture is preferably in the range of the formula (7), more preferably in the range of the formula (8), particularly preferably in the range of the formula (8). (9) The operation is most preferably performed so as to fall within the range of Expression (10). 3.0 × 10 3 ≦ Mw1 ≦ 1.5 × 10 5 (7) 1.0 × 10 4 ≦ Mw1 ≦ 1.0 × 10 5 (8) 1.5 × 10 4 ≦ Mw1 ≦ 8.0 × 10 4 (9) 2.0 × 10 4 ≦ Mw1 ≦ 6.0 × 10 4 (10).

【0071】 固体状反応混合物に含有されるポリコ
ハク酸イミドの分子量分布 本発明では、前記の好ましい製造方法により、固相重合
前のポリコハク酸イミドの重量平均分子量をMw1、数
平均分子量をMn1としたときに、固相重合前のポリコ
ハク酸イミドの分子量分布Mw1/Mn1が、前記数式
(4)を満足する、ポリコハク酸イミドを含有した固体
状反応混合物を得ることができる。分子量分布Mw1/
Mn1は、Mw1/Mn1=1に近い方が、品質及び/
又は性能が良好な誘導体(例えば、吸水性ポリマー等)
を製造することができる。
In the present invention, the weight average molecular weight of the polysuccinimide before solid phase polymerization is Mw1 and the number average molecular weight is Mn1 according to the preferred production method described above. In some cases, a solid reaction mixture containing polysuccinimide having a molecular weight distribution Mw1 / Mn1 of the polysuccinimide before the solid-phase polymerization satisfying the above-mentioned formula (4) can be obtained. Molecular weight distribution Mw1 /
Mn1 is closer to Mw1 / Mn1 = 1 for quality and / or
Or a derivative with good performance (for example, a water-absorbing polymer)
Can be manufactured.

【0072】本発明では、分子量分布Mw1/Mn1の
上限値が、好ましくは3.0以下、より好ましくは2.
5以下、さらに好ましくは2.2以下、特に好ましくは
2.0以下、最も好ましくは1.8以下、を有するポリ
コハク酸イミドを含有した固体状反応混合物を製造す
る。
In the present invention, the upper limit of the molecular weight distribution Mw1 / Mn1 is preferably 3.0 or less, more preferably 2.
A solid reaction mixture containing a polysuccinimide having a value of 5 or less, more preferably 2.2 or less, particularly preferably 2.0 or less, and most preferably 1.8 or less is produced.

【0073】[粉砕工程]粉砕工程では、好ましくは、
固体状反応混合物製造工程で得られた固体状反応混合物
を粉砕及び/又は分級して、微粉状反応混合物が製造さ
れる。
[Pulverizing Step] In the pulverizing step, preferably,
The fine reaction mixture is produced by pulverizing and / or classifying the solid reaction mixture obtained in the solid reaction mixture production step.

【0074】微粉状反応混合物の粒子サイズを把握、及
び/又は、調整する方法としては、例えば、標準ふるい
を用いた測定方法がある。標準ふるいを、例えば、機械
式振とう機とともに使用し、乾式又は湿式でふるい分け
を行い、粒径分布の測定や、最大及び/又は最小粒子直
径の規定を行なうことができる。
As a method for grasping and / or adjusting the particle size of the fine powdery reaction mixture, for example, there is a measuring method using a standard sieve. A standard sieve can be used, for example, with a mechanical shaker and sieved dry or wet to determine the particle size distribution and to define the maximum and / or minimum particle diameter.

【0075】微粉状反応混合物の粒子サイズを把握する
他の方法としては、レーザー回折・散乱法による測定方
法がある。この方法では、通常、微粉状反応混合物中に
含有される成分に対しての貧溶媒中で、微粉状反応混合
物を分散させ、レーザー回折・散乱法により粒径分布を
測定することができる。具体的な装置としては、例え
ば、リーズ&ノースラップ社製・粒度分析測定装置(モ
デル;9320−X100)が挙げられる。また、この
装置では粒度分布として、粒子体積Vi、粒子径diを
用い、数式(11)で定義される、体積平均直径を測定
することができる。 体積平均直径 = Σ(Vi×di) / Σ(Vi) (11) また、別の粒度分布として、粒子が球形であると仮定
し、数式(12)で定義される、個数平均直径を測定す
ることもできる。 個数平均直径=(Σ(Vi)/di2)/(Σ(Vi)/di3) (12)。
As another method for determining the particle size of the fine reaction mixture, there is a measuring method by a laser diffraction / scattering method. In this method, usually, the fine powdered reaction mixture is dispersed in a poor solvent for the components contained in the fine powdered reaction mixture, and the particle size distribution can be measured by a laser diffraction / scattering method. As a specific apparatus, for example, a particle size analyzer (model; 9320-X100) manufactured by Leeds & Northrup Co., Ltd. may be mentioned. In addition, this apparatus can measure the volume average diameter defined by Expression (11) using the particle volume Vi and the particle diameter di as the particle size distribution. Volume average diameter = Σ (Vi × di) / Σ (Vi) (11) Further, as another particle size distribution, assuming that the particles are spherical, the number average diameter defined by Expression (12) is measured. You can also. Number average diameter = (Σ (Vi) / di 2 ) / (Σ (Vi) / di 3 ) (12).

【0076】本発明では、体積平均直径が、好ましく
は、1〜500μm、より好ましくは、5〜300μ
m、さらに好ましくは、10〜200μm、特に好まし
くは、30〜100μmの範囲内である微粉状反応混合
物を製造する。
In the present invention, the volume average diameter is preferably 1 to 500 μm, more preferably 5 to 300 μm.
m, more preferably from 10 to 200 μm, particularly preferably from 30 to 100 μm.

【0077】本発明では、もう一つの条件として、個数
平均直径が、好ましくは、0.01〜500μm、より
好ましくは、0.1〜200μm、さらに好ましくは、
0.5〜100μm、特に好ましくは、1〜50μmの
範囲内である微粉状反応混合物を製造する。
In the present invention, as another condition, the number average diameter is preferably 0.01 to 500 μm, more preferably 0.1 to 200 μm, and further preferably
A finely divided reaction mixture is produced which is in the range from 0.5 to 100 μm, particularly preferably from 1 to 50 μm.

【0078】体積平均直径及び/又は個数平均直径が、
小さすぎる場合には、通常、微粉体を取り扱う操作が困
難になる。逆に、体積平均直径及び/又は個数平均直径
が、大きすぎる場合には、通常、固相重合工程後に得ら
れるポリコハク酸イミドの重量平均分子量が低くなる。
When the volume average diameter and / or the number average diameter are
If it is too small, it usually becomes difficult to handle fine powder. On the contrary, when the volume average diameter and / or the number average diameter are too large, the weight average molecular weight of the polysuccinimide obtained after the solid phase polymerization step usually becomes low.

【0079】また、粉体全体の体積を100%として、
粉体体積の累積カーブを求めた場合に算出される10
%、50%、90%径を、粒度分布を評価するパラメー
ターの1つとして用いることもできる。本発明では、粒
度分布は小さい方が好ましい。前記50%径を前記10
%径で除した値は、通常、好ましくは5以下、より好ま
しくは3以下、さらに好ましくは2以下、特に好ましく
は1.5以下である。また、前記90%径を前記50%
径で除した値は、通常、好ましくは5以下、より好まし
くは3以下、さらに好ましくは2以下、特に好ましくは
1.5以下である。
Further, assuming that the volume of the whole powder is 100%,
10 calculated when the cumulative curve of the powder volume is obtained
%, 50%, and 90% diameter can also be used as one of the parameters for evaluating the particle size distribution. In the present invention, the smaller the particle size distribution, the better. The 50% diameter is changed to 10
The value divided by the% diameter is usually preferably 5 or less, more preferably 3 or less, still more preferably 2 or less, and particularly preferably 1.5 or less. Further, the 90% diameter is reduced to the 50%
The value divided by the diameter is usually preferably 5 or less, more preferably 3 or less, still more preferably 2 or less, and particularly preferably 1.5 or less.

【0080】粒度分布が、過度に大きいと、場合により
品質(例えば、重量平均分子量、分子量分布、等)が不
均一になる虞がある。
If the particle size distribution is excessively large, the quality (eg, weight average molecular weight, molecular weight distribution, etc.) may possibly be non-uniform.

【0081】本発明では、前記範囲の体積平均直径及び
/又は個数平均直径を有する微粉状反応混合物が得られ
えれば、操作方法及び/又は装置は特に限定されない。
本発明では、微粉状反応混合物を製造するために、粉砕
操作及び/又は分級操作が好ましく実施される。
In the present invention, the operation method and / or apparatus is not particularly limited as long as a fine powdery reaction mixture having a volume average diameter and / or a number average diameter in the above range can be obtained.
In the present invention, a pulverizing operation and / or a classification operation are preferably performed in order to produce a fine powdery reaction mixture.

【0082】粉砕は、例えば、乾式及び/又は湿式の粉
砕装置を用いて、連続式あるいは回分式操作で行うこと
ができる。また、分級は、例えば、乾式及び/又は湿式
の分級装置を用いて、連続式あるいは回分式操作で行
う。また、粉砕機構と分級機構を併せ持った装置を用い
てもよい。
The pulverization can be carried out, for example, by a continuous or batch operation using a dry and / or wet pulverizer. The classification is performed by a continuous or batch operation using, for example, a dry and / or wet classification device. Further, an apparatus having both a pulverizing mechanism and a classification mechanism may be used.

【0083】なお、微粉状反応混合物の体積平均直径及
び/又は個数平均直径が、前記範囲より小さい場合に
は、自足造粒系及び/又は強制造粒系の造粒操作を行っ
て、前記範囲内となるように調整することもできる。
When the volume average diameter and / or the number average diameter of the fine powdery reaction mixture is smaller than the above range, the granulation operation of the self-propelled granulation system and / or the forced granulation system is performed to perform the above-mentioned granulation operation. It can also be adjusted to be inside.

【0084】[固相重合工程]固相重合工程は、連続
式、及び/又は、回分式の操作にて実施することができ
る。
[Solid State Polymerization Step] The solid state polymerization step can be performed by a continuous type and / or a batch type operation.

【0085】本発明の固相重合工程は、粉砕工程で製造
された微粉状反応混合物を、120〜350℃において
固相重合を行って、数式(1)、数式(2)、及び、数
式(3)を同時に満足する重量平均分子量Mw2を有す
るポリコハク酸イミドを製造するものであれば、特に限
定されない。
In the solid phase polymerization step of the present invention, the fine powdery reaction mixture produced in the pulverizing step is subjected to solid state polymerization at 120 to 350 ° C. to obtain the following equations (1), (2) and ( There is no particular limitation as long as a polysuccinimide having a weight average molecular weight Mw2 that simultaneously satisfies 3) is produced.

【0086】本発明の好ましい前記製造方法で得られる
微粉状反応混合物を固相重合することで、高い重量平均
分子量を有し、かつ、限定された分子量分布を有するポ
リコハク酸イミドを製造することができる。
By subjecting the finely powdered reaction mixture obtained by the preferred production method of the present invention to solid phase polymerization, it is possible to produce a polysuccinimide having a high weight average molecular weight and a limited molecular weight distribution. it can.

【0087】 固相重合工程の操作 固相重合工程では、粉砕工程で得られた微粉状反応混合
物を加熱し、固相重合を行う。
Operation of Solid Phase Polymerization Step In the solid phase polymerization step, the finely powdered reaction mixture obtained in the pulverization step is heated to perform solid phase polymerization.

【0088】固相重合操作は、生成物の着色や変性を防
止するため、通常、系内の酸素濃度が低減された条件
下、又は、酸素濃度が0%である条件下で実施すること
が好ましく、前記の不活性ガス中で実施することが好ま
しい。
The solid-phase polymerization operation is usually carried out under a condition where the oxygen concentration in the system is reduced or under a condition where the oxygen concentration is 0% in order to prevent coloring and denaturation of the product. Preferably, it is carried out in the above-mentioned inert gas.

【0089】本発明の固相重合操作は、反応系に、不活
性ガスを連続的に供給して実施することが好ましい。不
活性ガスは、固体状低分子量ポリマー混合物と、向流式
あるいは並流式で接触させて使用する。不活性ガスを加
熱用媒体として用い、直接、反応物と接触させて加熱を
行うこともできる。
The solid-phase polymerization operation of the present invention is preferably carried out by continuously supplying an inert gas to the reaction system. The inert gas is used in contact with the solid low-molecular-weight polymer mixture in a countercurrent or cocurrent method. Heating can also be performed by using an inert gas as a heating medium and directly contacting the reactants.

【0090】固相重合を行う温度は、好ましくは、12
0〜350℃、より好ましくは、140〜320℃、さ
らに好ましくは、160〜300℃、特に好ましくは、
170〜280℃、最も好ましくは、180〜260℃
とする。温度が低すぎると、通常、得られるポリコハク
酸イミドの重量平均分子量は低くなる。逆に、温度が高
すぎると、通常、ポリマーが着色、あるいは変性し、場
合によっては分解する。
The temperature at which the solid phase polymerization is carried out is preferably 12
0 to 350 ° C, more preferably 140 to 320 ° C, still more preferably 160 to 300 ° C, particularly preferably
170-280 ° C, most preferably 180-260 ° C
And If the temperature is too low, the weight average molecular weight of the resulting polysuccinimide usually becomes low. Conversely, if the temperature is too high, the polymer will usually be colored or denatured and possibly decomposed.

【0091】固相重合は、前記不活性ガス中において実
施する。本発明において、圧力は、真空系、常圧系、加
圧系の何れでも構わない。圧力は、好ましくは、0.0
00001〜50MPa、より好ましくは、0.000
01〜10MPa、さらに好ましくは、0.0001〜
5MPa、の範囲とする。圧力が高すぎると、高耐圧の
反応器が必要となる。一方、圧力が低すぎると、高真空
に対応する装置の設計が困難になる。
The solid phase polymerization is carried out in the above-mentioned inert gas. In the present invention, the pressure may be any of a vacuum system, a normal pressure system, and a pressure system. The pressure is preferably 0.0
0000 to 50 MPa, more preferably 0.000
01 to 10 MPa, more preferably 0.0001 to
5 MPa. If the pressure is too high, a high pressure reactor is required. On the other hand, if the pressure is too low, it becomes difficult to design a device that can handle high vacuum.

【0092】反応時間は、温度・圧力等の反応条件や、
装置条件等によって変わるが、一般に、高温下ほど短い
反応時間となる。反応時間は、好ましくは、1秒〜20
時間、さらに好ましくは、1分〜12時間、より好まし
くは、10分〜8時間、特に好ましくは、30分〜5時
間、とする。反応時間が短すぎると、通常、ポリコハク
酸イミドは十分に高分子量化していないことがある。逆
に、反応時間が長すぎると、通常、ポリコハク酸イミド
の着色や変性が経時的に顕著となる。
The reaction time depends on the reaction conditions such as temperature and pressure,
In general, the higher the temperature, the shorter the reaction time, although it depends on the equipment conditions. The reaction time is preferably 1 second to 20
Time, more preferably 1 minute to 12 hours, more preferably 10 minutes to 8 hours, particularly preferably 30 minutes to 5 hours. If the reaction time is too short, the polysuccinimide may not usually have a sufficiently high molecular weight. Conversely, if the reaction time is too long, the coloring and denaturation of the polysuccinimide usually become remarkable with time.

【0093】1)真空系の固相重合操作 真空系で固相重合を行う場合、反応系の圧力は、実質的
に固相重合反応が進行し、目的とする重量平均分子量、
及び/又は、分子量分布を有するポリコハク酸イミドが
得られれば、特に制限されない。
1) Vacuum-based solid-phase polymerization operation When performing solid-phase polymerization in a vacuum system, the pressure in the reaction system substantially increases the solid-state polymerization reaction, and the desired weight average molecular weight,
There is no particular limitation as long as a polysuccinimide having a molecular weight distribution can be obtained.

【0094】真空系の固相重合では、反応系の圧力は、
重合時間や、固相重合により到達する重量平均分子量等
を考慮して設定される。より具体的には、圧力は、前記
の圧力範囲内において、0.1MPa未満の圧力が選択
される。
In the vacuum solid phase polymerization, the pressure of the reaction system is
It is set in consideration of the polymerization time, the weight average molecular weight reached by solid phase polymerization, and the like. More specifically, a pressure of less than 0.1 MPa is selected within the above-mentioned pressure range.

【0095】2)常圧系の固相重合操作 本発明の固相重合操作は、実質的に固相重合反応が進行
し、目的とする重量平均分子量、及び/又は、分子量分
布を有するポリコハク酸イミドが得られれば、特に制限
されない。
2) Normal-pressure solid-phase polymerization operation In the solid-phase polymerization operation of the present invention, the solid-state polymerization reaction proceeds substantially, and polysuccinic acid having a desired weight average molecular weight and / or molecular weight distribution is obtained. There is no particular limitation as long as the imide is obtained.

【0096】本発明において、常圧系の固相重合操作と
は、好ましくは、前記の圧力範囲から選択される、0.
1MPa近傍(より具体的には、0.01〜1.0MP
a)の圧力下で実施する操作である。
In the present invention, the normal-pressure solid-phase polymerization operation is preferably selected from the above-mentioned pressure ranges.
1MPa vicinity (more specifically, 0.01 to 1.0MPa
This is an operation performed under the pressure of a).

【0097】本発明では、常圧系の固相重合操作は、好
ましくは、不活性ガスを流通させて実施する。
In the present invention, the normal-pressure solid-phase polymerization operation is preferably carried out by flowing an inert gas.

【0098】不活性ガスの使用量は、単位時間、微粉状
反応混合物の重量当たりの流量[Nl/{(時間)・
(g−固体状低分子量ポリマー混合物)}]として、好
ましくは、0.0001〜100、より好ましくは、
0.001〜60、さらに好ましくは、0.01〜4
0、特に好ましくは、0.05〜30、最も好ましく
は、0.5〜20の範囲とする。ここで、[Nl]は、
標準状態におけるガスの体積[l](リットル)とす
る。流量が小さすぎると、通常、得られるポリコハク酸
イミドの重量平均分子量は低くなることがある。逆に、
流量が大きすぎると、通常、微粉状反応混合物を取り扱
う操作が困難になる。
The amount of the inert gas used is determined based on the flow rate [Nl / {(hour) ·
(G-solid low molecular weight polymer mixture)}], preferably 0.0001 to 100, more preferably
0.001 to 60, more preferably 0.01 to 4
0, particularly preferably 0.05 to 30, most preferably 0.5 to 20. Here, [Nl] is
The volume of the gas in the standard state is [l] (liter). If the flow rate is too low, the weight average molecular weight of the resulting polysuccinimide may usually be low. vice versa,
If the flow rate is too high, it usually becomes difficult to handle the finely divided reaction mixture.

【0099】一方で、反応装置内での不活性ガスの線速
[cm/sec]は、特に限定されない。不活性ガスの
線速は、好ましくは、0.01〜1000、より好まし
くは、0.05〜500、さらに好ましくは、0.1〜
100、特に好ましくは、0.3〜60、最も好ましく
は、0.5〜30の範囲とする。線速が小さすぎると、
通常、得られるポリコハク酸イミドの重量平均分子量は
低くなることがある。逆に、線速が大きすぎると、通
常、微粉状反応混合物を取り扱う操作が困難になる。
On the other hand, the linear velocity [cm / sec] of the inert gas in the reactor is not particularly limited. The linear velocity of the inert gas is preferably 0.01 to 1000, more preferably 0.05 to 500, and still more preferably 0.1 to 500.
100, particularly preferably in the range of 0.3 to 60, most preferably 0.5 to 30. If the linear velocity is too low,
Usually, the weight average molecular weight of the resulting polysuccinimide may be low. Conversely, if the linear velocity is too high, the operation for handling the finely powdered reaction mixture usually becomes difficult.

【0100】3)加圧系の固相重合操作 加圧系で固相重合を行う場合、反応系の圧力は、実質的
に固相重合反応が進行し、目的とする重量平均分子量、
及び/又は、分子量分布を有するポリコハク酸イミドが
得られれば、特に制限されない。
3) Solid-phase polymerization operation in pressurized system When solid-phase polymerization is performed in a pressurized system, the pressure in the reaction system substantially increases the solid-state polymerization reaction and the desired weight average molecular weight,
There is no particular limitation as long as a polysuccinimide having a molecular weight distribution can be obtained.

【0101】加圧系の固相重合では、反応系の圧力は、
重合に要する時間や、重縮合により生成した水を除去す
る効率等を考慮して決定する。
In the pressurized solid phase polymerization, the pressure of the reaction system is
It is determined in consideration of the time required for polymerization and the efficiency of removing water generated by polycondensation.

【0102】より具体的には、前記の圧力範囲から選択
される、0.1MPaより高い圧力とする。
More specifically, the pressure is selected from the above-mentioned pressure range and is higher than 0.1 MPa.

【0103】 反応装置 固相重合工程は、連続式、及び/又は、回分式操作で実
施することができる。固相重合工程で用いる装置は、実
質的に固相重合反応が進行し、目的とする重量平均分子
量、及び/又は、分子量分布を有するポリコハク酸イミ
ドが得られれば、特に制限されない。固相重合工程は、
固相重合を実施する反応条件(温度・圧力条件等)に応
じて、適切な反応装置を選択し、実施すればよい。
Reactor The solid phase polymerization step can be carried out by a continuous and / or batch operation. The apparatus used in the solid-state polymerization step is not particularly limited as long as the solid-state polymerization reaction substantially proceeds, and a polysuccinimide having a desired weight average molecular weight and / or molecular weight distribution is obtained. The solid-state polymerization step
An appropriate reaction apparatus may be selected and performed according to reaction conditions (temperature, pressure conditions, etc.) for performing solid-phase polymerization.

【0104】例えば、微粉状反応混合物が、含有する酸
性触媒の量や反応条件によって、粒子同士の固着又は融
着を生じる場合には、一般に、粒子に対する攪拌作用や
解砕作用を有する装置を用いることが好ましい。
For example, when the finely powdered reaction mixture causes sticking or fusing of the particles depending on the amount of the acidic catalyst contained and the reaction conditions, an apparatus having a stirring action or a crushing action on the particles is generally used. Is preferred.

【0105】具体的には、例えば、熱風移送型乾燥器、
材料攪拌型乾燥器(流動層乾燥機等)、材料搬送及び静
置型乾燥器、円筒乾燥器、赤外線乾燥器、マイクロ波乾
燥器、過熱蒸気乾燥器からなる群より選択される、少な
くとも一つの装置を用いて、連続式又は回分式の乾燥操
作を行うことができる。
More specifically, for example, a hot air transfer type dryer,
At least one device selected from the group consisting of a material stirring type dryer (fluidized bed dryer, etc.), a material transport and stationary type dryer, a cylindrical dryer, an infrared dryer, a microwave dryer, and a superheated steam dryer. , A continuous or batchwise drying operation can be performed.

【0106】また、本発明の固相重合工程に用いられる
装置及び方法としては、『改訂六版化学工学便覧』(編
者:社団法人 化学工学会、発行所:丸善株式会社、1
999年)の『14 調湿・水冷却・乾燥』(735〜
788頁)、『7 攪拌』(421〜454頁)、『6
伝熱・蒸発』(343〜420頁)に記載されている
装置及び方法を包含する。
The apparatus and method used in the solid-state polymerization process of the present invention are described in “Revised Sixth Edition Chemical Engineering Handbook” (editor: Japan Society for Chemical Engineering, publishing office: Maruzen Co., Ltd., 1
999) "14 Humidity control, water cooling and drying" (735-735)
788), "7 Stirring" (pages 421-454), "6
Heat transfer / evaporation ”(pages 343 to 420).

【0107】また、固相重合工程は、流動層反応器、移
動層反応器、固定層反応器、撹拌乾燥機型反応機等から
選択される少なくとも一つの装置を用いて、連続式ある
いは回分式操作で実施することもできる。
In the solid phase polymerization step, a continuous type or batch type is carried out using at least one device selected from a fluidized bed reactor, a moving bed reactor, a fixed bed reactor, a stir dryer type reactor and the like. Operation can also be performed.

【0108】固相重合工程では、微粉状反応混合物を、
直接、及び/又は、間接的に加熱用媒体と接触させて実
施することができる。
In the solid phase polymerization step, the fine powdery reaction mixture is
It can be carried out in direct and / or indirect contact with the heating medium.

【0109】 固相重合工程で製造されるポリコハク
酸イミドの重量平均分子量 固相重合工程では、重量平均分子量(Mw2)が、前記
数式(1)〜数式(3)で示される重量平均分子量を有
するポリコハク酸イミドを製造する。固相重合工程の前
記諸条件を適宜選択することで、前記数式で示された範
囲の、目的とする重量平均分子量を有するポリコハク酸
イミドが得られる。
Weight Average Molecular Weight of Polysuccinimide Produced in Solid-State Polymerization Step In the solid-state polymerization step, the weight-average molecular weight (Mw2) has a weight-average molecular weight represented by the above formulas (1) to (3). Manufacture polysuccinimide. By appropriately selecting the above-mentioned conditions in the solid-state polymerization step, a polysuccinimide having a target weight average molecular weight in the range shown by the above formula can be obtained.

【0110】本発明では、ポリコハク酸イミドの重量平
均分子量が、好ましくは数式(13)の範囲に、より好
ましくは数式(14)の範囲に、特に好ましくは数式
(15)の範囲となるように操作を行なう。 9.0×104 ≦ Mw2 ≦ 1.0×106 (13) 1.0×105 ≦ Mw2 ≦ 1.0×106 (14) 1.1×105 ≦ Mw2 ≦ 1.0×106 (15)。
In the present invention, the weight average molecular weight of the polysuccinimide is preferably in the range of the formula (13), more preferably in the range of the formula (14), and particularly preferably in the range of the formula (15). Perform the operation. 9.0 × 10 4 ≦ Mw2 ≦ 1.0 × 10 6 (13) 1.0 × 10 5 ≦ Mw2 ≦ 1.0 × 10 6 (14) 1.1 × 10 5 ≦ Mw2 ≦ 1.0 × 10 6 (15).

【0111】本発明では、Mw2の下限値は、特に限定
されるものではないが、好ましくは、8.0×104
上、より好ましくは、9.0×104以上、さらに好ま
しくは、1.0×105以上、特に好ましくは、1.1
×105以上、とすることで、品質、及び/又は、性能
の良好な誘導体(例えば、吸水性ポリマー、ポリアスパ
ラギン酸塩、等)を製造することができる。一方、Mw
2の上限値は、特に限定されるものではないが、好まし
くは、1.0×106以下、より好ましくは、7.0×
105以下、さらに好ましくは、5.0×105以下、特
に好ましくは、3.0×105以下、最も好ましくは、
2.0×105以下、とすることで、固相重合工程に長
い反応時間を要することなく、固体状高分子量ポリマー
混合物の製造を実施することができる。
In the present invention, the lower limit of Mw2 is not particularly limited, but is preferably 8.0 × 10 4 or more, more preferably 9.0 × 10 4 or more, and still more preferably 1 × 10 4 or more. 0.010 5 or more, particularly preferably 1.1
When the content is at least 10 5 , a derivative having good quality and / or performance (for example, a water-absorbing polymer, a polyaspartate, etc.) can be produced. On the other hand, Mw
The upper limit of 2 is not particularly limited, but is preferably 1.0 × 10 6 or less, more preferably 7.0 × 10 6 or less.
10 5 or less, more preferably 5.0 × 10 5 or less, particularly preferably 3.0 × 10 5 or less, most preferably,
By setting the average molecular weight to 2.0 × 10 5 or less, a solid high molecular weight polymer mixture can be produced without requiring a long reaction time in the solid phase polymerization step.

【0112】 固相重合工程後のポリコハク酸イミド
の分子量分布 本発明では、前記の好ましい製造方法により、固相重合
後のポリコハク酸イミドの重量平均分子量をMw2、数
平均分子量をMn2としたときに、固相重合後のポリコ
ハク酸イミドの分子量分布Mw2/Mn2が、前記数式
(5)(数5)を満足する、生成物を得ることができ
る。分子量分布Mw2/Mn2は、Mw2/Mn2=1
に近い方が、通常、品質及び/又は性能が良好な誘導体
(例えば、吸水性ポリマー等)を製造することができ
る。
In the present invention, when the weight average molecular weight of the polysuccinimide after the solid phase polymerization is Mw2 and the number average molecular weight is Mn2, A product can be obtained in which the molecular weight distribution Mw2 / Mn2 of the polysuccinimide after the solid phase polymerization satisfies the formula (5) (Equation 5). The molecular weight distribution Mw2 / Mn2 is Mw2 / Mn2 = 1.
In general, a derivative (e.g., a water-absorbing polymer) having good quality and / or performance can be produced in a direction closer to.

【0113】本発明では、分子量分布Mw2/Mn2の
上限値が、好ましくは3.0以下、より好ましくは2.
5以下、さらに好ましくは2.2以下、特に好ましくは
2.0以下、最も好ましくは1.8以下を有するポリコ
ハク酸イミドを製造する。
In the present invention, the upper limit of the molecular weight distribution Mw2 / Mn2 is preferably 3.0 or less, more preferably 2.
A polysuccinimide having a value of 5 or less, more preferably 2.2 or less, particularly preferably 2.0 or less, and most preferably 1.8 or less is produced.

【0114】また、本発明では、好ましくは、固相重合
前のポリコハク酸イミドの分子量分布Mw1/Mn1
と、固相重合後のポリコハク酸イミドの分子量分布Mw
2/Mn2が、数式(6)(数6)を満足するものであ
るポリコハク酸イミドを製造する。分子量分布Mw1/
Mn1、及び/又は、Mw2/Mn2は、1に近い方
が、通常、品質及び/又は性能が良好な誘導体(例え
ば、吸水性ポリマー等)を製造することができる。本発
明では、分子量分布の上限値が、好ましくは3.0以
下、より好ましくは2.5以下、さらに好ましくは2.
2以下、特に好ましくは2.0以下、最も好ましくは
1.8以下、を有するポリコハク酸イミドが好ましく製
造される。
In the present invention, preferably, the molecular weight distribution Mw1 / Mn1 of the polysuccinimide before solid-state polymerization is preferably used.
And the molecular weight distribution Mw of polysuccinimide after solid-phase polymerization
2 / Mn2 is to produce a polysuccinimide satisfying the formula (6) (Equation 6). Molecular weight distribution Mw1 /
When Mn1 and / or Mw2 / Mn2 are closer to 1, usually, a derivative (for example, a water-absorbing polymer or the like) having good quality and / or performance can be produced. In the present invention, the upper limit of the molecular weight distribution is preferably 3.0 or less, more preferably 2.5 or less, and further preferably 2.
Polysuccinimides having a value of not more than 2, particularly preferably not more than 2.0, most preferably not more than 1.8 are preferably produced.

【0115】[後処理工程]固相重合後、ポリコハク酸
イミド中に含有される酸性触媒は、ポリコハク酸イミド
に対しての貧溶媒(メタノール、イソプロパノール、ア
セトン、水等の極性溶媒)を用い、5〜300℃におい
て洗浄し、除去してもよい。
[Post-Treatment Step] After the solid phase polymerization, the acidic catalyst contained in the polysuccinimide uses a poor solvent for the polysuccinimide (a polar solvent such as methanol, isopropanol, acetone and water). It may be washed at 5 to 300 ° C. and removed.

【0116】また、固相重合後、ポリコハク酸イミド中
に含有される酸性触媒は、ポリコハク酸イミドに対して
の良溶媒(ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチル
スルホキシド等)に一旦溶解後、ポリコハク酸イミドに
対しての貧溶媒(メタノール、イソプロパノール、アセ
トン、水等)で再沈し、ろ過を行い、さらに貧溶媒でリ
ンスを行って、洗浄、除去しても良い。
After the solid state polymerization, the acidic catalyst contained in the polysuccinimide is dissolved once in a good solvent for the polysuccinimide (dimethylformamide (DMF), dimethylsulfoxide, etc.), and then dissolved in the polysuccinimide. May be reprecipitated with a poor solvent (methanol, isopropanol, acetone, water, etc.), filtered, rinsed with a poor solvent, and washed and removed.

【0117】また、固相重合後、ポリコハク酸イミドを
加水分解することで、ポリアスパラギン酸(塩)を製造
することもできる。加水分解操作は、ポリコハク酸イミ
ドから酸性触媒を除去後に行ってもよく、また、酸性触
媒を含有したままの状態で行って、酸性触媒の中和も兼
ねて同時に行ってもよい。
After the solid phase polymerization, polysuccinimide can be hydrolyzed to produce polyaspartic acid (salt). The hydrolysis operation may be performed after removing the acidic catalyst from the polysuccinimide, or may be performed while the acidic catalyst is still contained, and may be performed simultaneously with the neutralization of the acidic catalyst.

【0118】ポリコハク酸イミド中に含有される酸性触
媒量は、通常、元素分析、蛍光X線分析等の手段で評価
することができる。
The amount of the acidic catalyst contained in the polysuccinimide can be usually evaluated by means such as elemental analysis and X-ray fluorescence analysis.

【0119】[0119]

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。
The present invention will be described below in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

【0120】1)リン酸濃度 リン酸の重量濃度は、リン(P)元素の、元素分析値を
基に、オルトリン酸として評価した。
1) Phosphoric Acid Concentration The weight concentration of phosphoric acid was evaluated as orthophosphoric acid based on the elemental analysis of phosphorus (P) element.

【0121】2)重量平均分子量 本発明により製造される反応混合物には酸性触媒が含有
されるため、ガラス製カラムに充填し、メタノール(3
0℃)を連続的に流通させることにより酸性触媒を分離
し、次いで、濾過により固体状のポリマーを回収し、真
空乾燥を行った。ポリマー中のリン酸分が100ppm
未満であることを確認後、秤量し、分子量測定用DMF
(臭化リチウム0.01mol/リットル含有)に溶
解、GPC分析を行って重量平均分子量を評価した。
2) Weight Average Molecular Weight Since the reaction mixture produced according to the present invention contains an acidic catalyst, the reaction mixture is packed in a glass column and charged with methanol (3
(0 ° C.) to separate the acidic catalyst, and then a solid polymer was recovered by filtration and vacuum dried. Phosphoric acid content in polymer is 100ppm
After confirming that the molecular weight is less than
(Containing 0.01 mol / liter of lithium bromide) and GPC analysis was performed to evaluate the weight average molecular weight.

【0122】3)粒子サイズ 微粉状反応混合物の体積平均直径は、リーズ&ノースラ
ップ社製・粒度分析測定装置(モデル;9320−X1
00)を用いて測定した。
3) Particle Size The volume average diameter of the finely powdered reaction mixture was measured by a particle size analyzer (model: 9320-X1 manufactured by Leeds & Northrup).
00).

【0123】4)生成物の分析 以下の実施例で得られたポリマーは、1H−NMR、1
3C−NMRより、ポリコハク酸イミドであることを確
認した。
4) Analysis of Product The polymers obtained in the following examples were analyzed by 1H-NMR,
From 3C-NMR, it was confirmed to be polysuccinimide.

【0124】5)吸水量 実施例中の吸水量は、以下のティーバッグ法にて測定し
た。ティーバッグ法による吸水量の測定は、蒸留水、及
び、生理食塩水を対象として行った。
5) Water absorption The water absorption in the examples was measured by the following tea bag method. The measurement of the water absorption by the tea bag method was performed on distilled water and physiological saline.

【0125】乾燥した吸水性ポリマー(粒子径100〜
500μmの乾式分級品)0.02gを、不織布製のテ
ィーバッグ(80mm×50mm)に入れ、過剰の対応
する溶液中(生理食塩水、又は、蒸留水)に浸して、吸
水性ポリマーを40分膨潤させた後、ティーバッグを引
き上げて10秒間水切りを行い、さらに24枚重ねのテ
ィッシュペーパー上で10秒間水切りを行った後、膨潤
した樹脂を含むティーバッグの重量を測定した。その重
量から、同様な操作をティーバッグのみで行った場合の
ブランク重量と、乾燥時の吸水性樹脂の重量を、減じた
値を、吸水性樹脂の重量で除した値、即ち、吸水性樹脂
の単位重量当たり吸水重量(g/g−吸水性樹脂)を評
価した。なお、生理食塩水は、0.9重量%塩化ナトリ
ウム水溶液である。
Dried water-absorbing polymer (particle size: 100 to
0.02 g of a dry-classified product (500 μm) is placed in a non-woven tea bag (80 mm × 50 mm), immersed in an excess of a corresponding solution (saline or distilled water), and the water-absorbing polymer is allowed to stand for 40 minutes. After swelling, the tea bag was pulled up and drained for 10 seconds, and further drained on 24 sheets of tissue paper for 10 seconds, and then the weight of the tea bag containing the swollen resin was measured. From the weight, the value obtained by subtracting the value obtained by subtracting the weight of the water-absorbent resin when dried from the blank weight and the weight of the water-absorbent resin when the same operation was performed only with the tea bag by the weight of the water-absorbent resin, Was evaluated for water absorption weight per unit weight (g / g-water-absorbing resin). The physiological saline is a 0.9% by weight aqueous sodium chloride solution.

【0126】[実施例1]500mlフラスコ中に、L
−アスパラギン酸30.0g、85重量%リン酸15.
6gを仕込み、窒素雰囲気の常圧下、80〜90℃で6
0分間撹拌し、混合操作を行い、液状の反応混合物を得
た。
[Example 1] L was placed in a 500 ml flask.
13. aspartic acid 30.0 g, 85% by weight phosphoric acid
6 g at 80 to 90 ° C. under normal pressure in a nitrogen atmosphere.
The mixture was stirred for 0 minute and mixed to obtain a liquid reaction mixture.

【0127】次いで、温度160℃、圧力500〜20
mmHg(0.0667〜0.0027MPa)下で、
3時間、加熱を行い、固体状反応混合物を得た。得られ
た固体状反応混合物を、乾式粉砕機を用いて粉砕し、分
級を行って、微粉状反応混合物(体積平均直径 64μ
m)を得た。この微粉状反応混合物の重量平均分子量
(Mw1)は、2.9万であった。
Next, at a temperature of 160 ° C. and a pressure of 500 to 20
Under mmHg (0.0667-0.0027 MPa),
Heating was performed for 3 hours to obtain a solid reaction mixture. The obtained solid reaction mixture was pulverized using a dry pulverizer and classified to obtain a fine powdery reaction mixture (volume average diameter 64 μm).
m). The weight average molecular weight (Mw1) of this fine powdery reaction mixture was 29,000.

【0128】微粉状反応混合物のうち5gを、SUS3
16製管型反応器(内径1cm)に仕込み、空気恒温槽
中に設置した。反応管出口側の流路が大気圧下に開放さ
れた状態で、流量0.5[Nl/分]で、窒素を流通さ
せた。恒温槽を昇温し、200℃下で、8時間、常圧系
固定層型の固相重合操作を行った。
5 g of the finely powdered reaction mixture was
It was charged into a 16-tube reactor (inner diameter: 1 cm) and placed in an air oven. Nitrogen was allowed to flow at a flow rate of 0.5 [Nl / min] with the flow path on the reaction tube outlet side opened at atmospheric pressure. The temperature of the thermostat was raised, and a normal-pressure fixed-bed type solid-phase polymerization operation was performed at 200 ° C. for 8 hours.

【0129】室温まで冷却後、ポリマーを回収した。回
収したポリマーをガラス製カラムに充填し、温水(40
℃)を連続的に流通させ、リン酸分を100ppm未満
となるまで除去した後、乾燥し、DMFに溶解した。得
られたポリコハク酸イミドの重量平均分子量(Mw2)
は、10.2万であった。
After cooling to room temperature, the polymer was recovered. The recovered polymer was packed in a glass column, and heated with warm water (40
C) was continuously circulated to remove the phosphoric acid content to less than 100 ppm, then dried and dissolved in DMF. Weight average molecular weight (Mw2) of the obtained polysuccinimide
Was 102,000.

【0130】[実施例2]実施例1で得られた微粉状反
応混合物のうち5g(重量平均分子量(Mw1)=2.
9万)を用いて、固相重合操作の反応温度を220℃、
反応時間を2時間とした以外は、実施例1と同じ操作を
行った。得られたポリコハク酸イミドの重量平均分子量
(Mw2)は、9.1万であった。
Example 2 5 g of the fine powdery reaction mixture obtained in Example 1 (weight average molecular weight (Mw1) = 2.
90,000), the reaction temperature of the solid-state polymerization operation was 220 ° C.,
The same operation as in Example 1 was performed except that the reaction time was changed to 2 hours. The weight average molecular weight (Mw2) of the obtained polysuccinimide was 91,000.

【0131】[実施例3]実施例1で得られた微粉状反
応混合物のうち5g(重量平均分子量(Mw1)=2.
9万)を用いて、固相重合操作の反応温度を270℃、
反応時間を30分とした以外は、実施例1と同じ操作を
行った。
Example 3 5 g of the finely powdered reaction mixture obtained in Example 1 (weight average molecular weight (Mw1) = 2.
90,000), the reaction temperature of the solid-state polymerization operation was 270 ° C.,
The same operation as in Example 1 was performed except that the reaction time was 30 minutes.

【0132】得られたポリコハク酸イミドの重量平均分
子量(Mw2)は、10.1万であった。
The weight average molecular weight (Mw2) of the obtained polysuccinimide was 101,000.

【0133】[実施例4]85重量%リン酸を15.8
g用い、温度160℃、圧力10mmHg(0.001
3MPa)下で、2時間、加熱を行った他は、実施例1
と同様の操作を繰り返し、固体状反応混合物35.3g
を得た。得られた固体状反応混合物を、乾式粉砕機を用
いて粉砕し、分級を行って、微粉状反応混合物(体積平
均直径 60μm)を製造した。この微粉状反応混合物
の重量平均分子量(Mw1)は、3.4万、数平均分子
量(Mn1)は、2.0万であった(Mw1/Mn1=
1.7)。
Example 4 85% by weight of phosphoric acid was added to 15.8
g, temperature 160 ° C., pressure 10 mmHg (0.001
Example 1 except that heating was performed for 2 hours under 3 MPa).
The same operation as described above was repeated to obtain 35.3 g of a solid reaction mixture.
I got The obtained solid reaction mixture was pulverized using a dry pulverizer and classified to produce a fine powdery reaction mixture (volume average diameter 60 μm). The weight average molecular weight (Mw1) of this fine powdery reaction mixture was 34,000, and the number average molecular weight (Mn1) was 20,000 (Mw1 / Mn1 =
1.7).

【0134】微粉状反応混合物のうち7gを、SUS3
16製管型反応器(内径1cm)に仕込み、空気恒温槽
中に設置した。反応管出口側の流路が大気圧下に開放さ
れた状態で、流量0.5[Nl/分]で、窒素を流通さ
せた。恒温槽を昇温し、220℃下で、4時間、常圧系
固定層型の固相重合操作を行った。
7 g of the pulverized reaction mixture was
It was charged into a 16-tube reactor (inner diameter: 1 cm) and placed in an air oven. Nitrogen was allowed to flow at a flow rate of 0.5 [Nl / min] with the flow path on the reaction tube outlet side opened at atmospheric pressure. The temperature of the thermostat was raised, and a normal-pressure fixed-bed type solid-phase polymerization operation was performed at 220 ° C. for 4 hours.

【0135】室温まで冷却後、ポリマーを回収した。回
収したポリマーをガラス製カラムに充填し、温水(30
℃)を連続的に流通させ、リン酸分を100ppm未満
となるまで除去した後、乾燥し、ポリコハク酸イミド
4.3g(収率98%)を得た。得られたポリコハク酸
イミドの一部をDMFに溶解した。ポリコハク酸イミド
の重量平均分子量(Mw2)は、11.6万、数平均分
子量(Mn2)は、6.8万であった。(Mw2/Mn
2=1.7)であった。
After cooling to room temperature, the polymer was recovered. The collected polymer was packed in a glass column, and was heated with warm water (30
° C) continuously, and after removing the phosphoric acid content to less than 100 ppm, drying and polysuccinimide
4.3 g (98% yield) were obtained. A part of the obtained polysuccinimide was dissolved in DMF. The weight average molecular weight (Mw2) of the polysuccinimide was 116,000, and the number average molecular weight (Mn2) was 68,000. (Mw2 / Mn
2 = 1.7).

【0136】[比較例1]実施例1と同様の操作を行
い、得られた固体状反応混合物を粗粉砕し、粉状反応混
合物(体積平均直径532μm)を得た。この粉状反応
混合物の重量平均分子量(Mw1)は、2.5万であっ
た。粉状反応混合物のうち4.5gを用いて、実施例1
と同じ操作を行った。得られたポリコハク酸イミドの重
量平均分子量(Mw2)は、6.5万、数平均分子量
(Mn2)は、2.5万であった(Mw2/Mn2=
2.6)。
Comparative Example 1 The same operation as in Example 1 was performed, and the obtained solid reaction mixture was roughly pulverized to obtain a powdery reaction mixture (volume average diameter: 532 μm). The weight average molecular weight (Mw1) of this powdery reaction mixture was 25,000. Example 1 was prepared using 4.5 g of the powdery reaction mixture.
The same operation was performed. The weight average molecular weight (Mw2) of the obtained polysuccinimide was 65,000, and the number average molecular weight (Mn2) was 25,000 (Mw2 / Mn2 =
2.6).

【0137】[比較例2]比較例1で得られた粉状反応
混合物のうち、4.5gを用いて、固相重合操作の反応
時間を20時間とした以外は、実施例1と同じ操作を行
った。得られたポリコハク酸イミドの重量平均分子量
(Mw2)は、6.8万であった。ポリコハク酸イミド
は、比較例1よりも着色が生じた。
Comparative Example 2 The same operation as in Example 1 was carried out except that 4.5 g of the powdery reaction mixture obtained in Comparative Example 1 was used and the reaction time of the solid-phase polymerization operation was changed to 20 hours. Was done. The weight average molecular weight (Mw2) of the obtained polysuccinimide was 68,000. The polysuccinimide was more colored than Comparative Example 1.

【0138】[実施例5] ポリコハク酸イミドからの
吸水性ポリマー製造例 撹拌装置を備えたフラスコに、DMF8.0gと、実施
例4で得たポリコハク酸イミド(重量平均分子量11.
6万)のうち2.0g(0.021モル)とを装入し、
均一なポリマー溶液を得た。
Example 5 Example of Producing a Water Absorbent Polymer from Polysuccinimide In a flask equipped with a stirrer, 8.0 g of DMF and the polysuccinimide obtained in Example 4 (weight average molecular weight of 11.1 g) were added.
60,000) and 2.0 g (0.021 mol).
A homogeneous polymer solution was obtained.

【0139】窒素気流下に、架橋剤溶液1.5g[水酸
化ナトリウム0.14g(0.0035モル)と蒸留水
0.8gからなる混合溶液に、L−リジン・1塩酸塩
0.53g(0.0029モル)を加え、塩酸を中和し
た溶液]を、25℃下、30秒かけて導入した。架橋剤
溶液添加から5分後に、反応マスは架橋物特有のゲル状
になり、撹拌を停止した。架橋物は、25℃下で20時
間静置した。
Under a nitrogen stream, 1.5 g of a crosslinking agent solution [0.53 g of L-lysine monohydrochloride was added to a mixed solution of 0.14 g (0.0035 mol) of sodium hydroxide and 0.8 g of distilled water. 0.0029 mol), and hydrochloric acid was neutralized] at 25 ° C. over 30 seconds. Five minutes after the addition of the crosslinking agent solution, the reaction mass became a gel characteristic of the crosslinked product, and the stirring was stopped. The crosslinked product was allowed to stand at 25 ° C. for 20 hours.

【0140】次いで、蒸留水80gとメタノール80g
からなる混合液をミキサーに装入し、撹拌下に架橋物を
裁断した。その後、25〜30℃で水酸化ナトリウム水
溶液(水酸化ナトリウム濃度:25重量%)を、pH1
1.5〜12に維持されるように添加し、架橋物を加水
分解したところ、粘性のあるゲル状物となった。加水分
解後、7%塩酸溶液でpH7まで中和し、ゲル状物を大
過剰のメタノール中に導入し、固化させた。次いで濾過
を行って固体を回収し、さらに洗浄後、乾燥して、架橋
ポリアスパラギン酸塩3.0g(収率97%)を得た。
Next, 80 g of distilled water and 80 g of methanol
Was charged into a mixer, and the crosslinked product was cut under stirring. Thereafter, an aqueous solution of sodium hydroxide (concentration of sodium hydroxide: 25% by weight) was added at 25 to 30 ° C.
The mixture was added so as to be maintained at 1.5 to 12, and the crosslinked product was hydrolyzed to give a viscous gel. After hydrolysis, the mixture was neutralized to pH 7 with a 7% hydrochloric acid solution, and the gel was introduced into a large excess of methanol and solidified. Next, the solid was recovered by filtration, washed, and dried to obtain 3.0 g of a crosslinked polyaspartate (yield 97%).

【0141】ここで得られたポリマーの蒸留水に対する
吸水量は、660[g/g−ポリマー](40分後)、
生理食塩水に対する吸水量は、61[g/g−ポリマ
ー](40分後)であった。
The water absorption of the obtained polymer with respect to distilled water was 660 [g / g-polymer] (after 40 minutes),
The water absorption with respect to physiological saline was 61 [g / g-polymer] (after 40 minutes).

【0142】[比較例3] ポリコハク酸イミドからの
吸水性ポリマー製造例(1) 比較例1で得た固相重合前の粉状混合物から、リン酸を
分離して得たポリコハク酸イミド(重量平均分子量2.
5万)を用いた他は、実施例5と同様の操作を繰り返し
た。架橋剤溶液の添加から20時間経過しても、反応マ
スは架橋物特有のゲル状にはならなかった。次いで、実
施例5と同様に加水分解操作を行ったが、吸水性ポリマ
ーは得られず、水溶性ポリマーが生成した。
Comparative Example 3 Production Example of Water Absorbent Polymer from Polysuccinimide (1) Polysuccinimide obtained by separating phosphoric acid from the powdery mixture before solid phase polymerization obtained in Comparative Example 1 (weight Average molecular weight 2.
The same operation as in Example 5 was repeated, except that 50,000) was used. Even after 20 hours from the addition of the crosslinking agent solution, the reaction mass did not become a gel characteristic of the crosslinked product. Next, a hydrolysis operation was performed in the same manner as in Example 5, but no water-absorbing polymer was obtained, and a water-soluble polymer was produced.

【0143】[比較例4] ポリコハク酸イミドからの
吸水性ポリマー製造例(2) 比較例1で得たポリコハク酸イミド(重量平均分子量
6.5万)を用いた他は、実施例5と同様の操作を繰り
返した。次いで、実施例5と同様に加水分解操作を行っ
たが、吸水性ポリマーは得られず、水溶性ポリマーが生
成した。
Comparative Example 4 Production Example of Water Absorbent Polymer from Polysuccinimide (2) Same as Example 5 except that the polysuccinimide (weight average molecular weight: 65,000) obtained in Comparative Example 1 was used. Operation was repeated. Next, a hydrolysis operation was performed in the same manner as in Example 5, but no water-absorbing polymer was obtained, and a water-soluble polymer was produced.

【0144】[実施例1〜5と比較例1〜4の比較・考
察]比較例1では、粒度分布の指標である体積平均直径
の大きい粉状反応混合物を用い、200℃下、8時間、
常圧系の固相重合操作を行ったが、生成したポリコハク
酸イミドの分子量は低かった。比較例2では、比較例1
と同じ粉状反応混合物を用いて、200℃下、20時
間、常圧系の固相重合操作を行ったが、同様に生成した
ポリコハク酸イミドの分子量は低く、着色も顕著だっ
た。比較例3では、比較例1で製造した固相重合前の粉
体状反応混合物から分離したポリコハク酸イミド(重量
平均分子量2.5万)を用い、誘導体としての吸水性ポ
リマー製造を試みたが、生成物は水溶性ポリマーであっ
た。比較例4では、比較例1で製造したポリコハク酸イ
ミド(重量平均分子量6.5万)を用い、誘導体として
の吸水性ポリマー製造を試みたが、同様に、生成物は水
溶性ポリマーであった。
[Comparison and Discussion of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4] In Comparative Example 1, a powdery reaction mixture having a large volume average diameter, which is an index of the particle size distribution, was used at 200 ° C. for 8 hours.
An ordinary pressure solid phase polymerization operation was performed, but the molecular weight of the resulting polysuccinimide was low. In Comparative Example 2, Comparative Example 1
Using the same powdery reaction mixture as in Example 1 and normal-pressure solid-state polymerization at 200 ° C. for 20 hours, polysuccinimide produced in the same manner had a low molecular weight and marked coloration. In Comparative Example 3, an attempt was made to produce a water-absorbing polymer as a derivative using polysuccinimide (weight average molecular weight: 25,000) separated from the powdery reaction mixture before solid phase polymerization produced in Comparative Example 1. The product was a water-soluble polymer. In Comparative Example 4, an attempt was made to produce a water-absorbing polymer as a derivative using the polysuccinimide (weight-average molecular weight: 65,000) produced in Comparative Example 1, but similarly, the product was a water-soluble polymer. .

【0145】対照的に、実施例1〜3においては、粒度
分布の指標である体積平均直径を所定の範囲内とした、
微粉状反応混合物を用い、固相重合を行ったことで、高
い重量平均分子量を有するポリコハク酸イミドを製造す
ることができた。さらに実施例4においては、粒度分布
の指標である体積平均直径を所定の範囲内とした、微粉
状反応混合物を用い、固相重合を行ったことで、高い重
量平均分子量及び小さい分子量分布を有するポリコハク
酸イミドを製造することができた。
In contrast, in Examples 1 to 3, the volume average diameter as an index of the particle size distribution was set within a predetermined range.
By performing solid-phase polymerization using the finely powdered reaction mixture, a polysuccinimide having a high weight-average molecular weight could be produced. Furthermore, in Example 4, the solid-state polymerization was performed using a finely powdered reaction mixture in which the volume average diameter, which is an index of the particle size distribution, was within a predetermined range, thereby having a high weight average molecular weight and a small molecular weight distribution. Polysuccinimide could be produced.

【0146】また、実施例5では、高い重量平均分子量
及び小さい分子量分布を有するポリコハク酸イミドを用
い、誘導体として、優れた吸水性を有する吸水性ポリマ
ーを製造することができた。
In Example 5, a water-absorbing polymer having excellent water absorption could be produced as a derivative by using polysuccinimide having a high weight average molecular weight and a small molecular weight distribution.

【0147】[0147]

【発明の効果】本発明によって、固相重合により、高い
重量平均分子量を有するポリコハク酸イミドを提供する
ことができる。また、固相重合により、高い重量平均分
子量と限定された範囲の分子量分布を有するポリコハク
酸イミドを提供することができる。また、より簡便な装
置によりポリコハク酸イミドを固相重合する技術を提供
することができる。また、高価で複雑な真空系の固相重
合装置を必要としない、連続かつ大量の製造に好適な、
ポリコハク酸イミドを固相重合する技術を提供すること
ができる。
According to the present invention, a polysuccinimide having a high weight average molecular weight can be provided by solid phase polymerization. Further, polysuccinimide having a high weight average molecular weight and a limited molecular weight distribution can be provided by solid phase polymerization. Further, a technique for solid-phase polymerization of polysuccinimide with a simpler apparatus can be provided. In addition, it does not require an expensive and complicated vacuum solid-state polymerization apparatus, and is suitable for continuous and large-scale production.
A technique for solid-phase polymerization of polysuccinimide can be provided.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 伸二 千葉県袖ヶ浦市長浦字拓二580番地32 三 井化学株式会社内 (72)発明者 加藤 敏雄 千葉県袖ヶ浦市長浦字拓二580番地32 三 井化学株式会社内 (72)発明者 助川 誠 千葉県袖ヶ浦市長浦字拓二580番地32 三 井化学株式会社内 (72)発明者 入里 義広 千葉県袖ヶ浦市長浦字拓二580番地32 三 井化学株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shinji Ogawa, 580-32, Takuji, Nagaura-shi, Sodegaura-shi, Chiba Pref. In Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Sukekawa 580-32 Takuji, Nagaura, Sodegaura-shi, Chiba Prefecture Mitsui Chemicals Co., Ltd. Chemical Co., Ltd.

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリコハク酸イミドと酸性触媒を含んで
なる混合物を微粉状とした粉体を固相重合することを特
徴とするポリコハク酸イミドの固相重合方法。
1. A method for solid-state polymerization of polysuccinimide, comprising solid-phase polymerization of a fine powder of a mixture comprising polysuccinimide and an acidic catalyst.
【請求項2】 粉体の粒度分布が、体積平均直径1〜5
00μmを有するものであることを特徴とする請求項1
に記載したポリコハク酸イミドの固相重合方法。
2. The powder according to claim 1, wherein said powder has a volume average diameter of 1 to 5
2. The semiconductor device according to claim 1, which has a thickness of 00 μm.
2. The method for solid-state polymerization of polysuccinimide described in 1. above.
【請求項3】 固相重合が、不活性ガス雰囲気で行われ
るものである請求項1又は2に記載したポリコハク酸イ
ミドの固相重合方法。
3. The method for solid-state polymerization of polysuccinimide according to claim 1, wherein the solid-state polymerization is performed in an inert gas atmosphere.
【請求項4】 固相重合が、120〜350℃で行われ
るものである請求項1乃至3の何れかに記載したポリコ
ハク酸イミドの固相重合方法。
4. The method for solid-state polymerization of polysuccinimide according to claim 1, wherein the solid-state polymerization is performed at 120 to 350 ° C.
【請求項5】 固相重合前のポリコハク酸イミドの重量
平均分子量をMw1、固相重合後のポリコハク酸イミド
の重量平均分子量をMw2としたときに、重量平均分子
量Mw1と重量平均分子量Mw2が、数式(1)〜数式
(3)を同時に満足するものである請求項1乃至4の何
れかに記載したポリコハク酸イミドの固相重合方法。 3×103 ≦ Mw1 ≦ 2×105 (1) 8×104 ≦ Mw2 ≦ 1×106 (2) Mw1 < Mw2 (3)
5. When the weight average molecular weight of the polysuccinimide before solid phase polymerization is Mw1 and the weight average molecular weight of the polysuccinimide after solid phase polymerization is Mw2, the weight average molecular weight Mw1 and the weight average molecular weight Mw2 are: The method for solid-state polymerization of polysuccinimide according to any one of claims 1 to 4, which satisfies Expressions (1) to (3) at the same time. 3 × 10 3 ≦ Mw1 ≦ 2 × 10 5 (1) 8 × 10 4 ≦ Mw2 ≦ 1 × 10 6 (2) Mw1 <Mw2 (3)
【請求項6】 固相重合前のポリコハク酸イミドの重量
平均分子量をMw1、数平均分子量をMn1としたとき
に、固相重合前のポリコハク酸イミドの分子量分布Mw
1/Mn1が、数式(4)を満足するものである請求項
5に記載したポリコハク酸イミドの固相重合方法。 1 ≦ Mw1/Mn1 ≦ 4 (4)
6. The molecular weight distribution Mw of the polysuccinimide before the solid-state polymerization, where the weight average molecular weight of the polysuccinimide before the solid-state polymerization is Mw1 and the number average molecular weight is Mn1.
The solid-state polymerization method for polysuccinimide according to claim 5, wherein 1 / Mn1 satisfies Expression (4). 1 ≦ Mw1 / Mn1 ≦ 4 (4)
【請求項7】 固相重合後のポリコハク酸イミドの重量
平均分子量をMw2、数平均分子量Mn2としたとき
に、固相重合後のポリコハク酸イミドの分子量分布Mw
2/Mn2が数式(5)を満足するものである請求項5
又は6に記載したポリコハク酸イミドの固相重合方法。 1 ≦ Mw2/Mn2 ≦ 4 (5)
7. When the weight average molecular weight of the polysuccinimide after the solid phase polymerization is defined as Mw2 and the number average molecular weight Mn2, the molecular weight distribution Mw of the polysuccinimide after the solid phase polymerization is determined.
The ratio 2 / Mn2 satisfies Expression (5).
Or the solid-state polymerization method of polysuccinimide according to 6. 1 ≦ Mw2 / Mn2 ≦ 4 (5)
【請求項8】 固相重合前のポリコハク酸イミドの重量
平均分子量をMw1、数平均分子量をMn1とし、固相
重合後のポリコハク酸イミドの重量平均分子量をMw
2、数平均分子量Mn2としたときに、固相重合前のポ
リコハク酸イミドの分子量分布Mw1/Mn1と、固相
重合後のポリコハク酸イミドの分子量分布Mw2/Mn
2が、数式(6)を満足するものである請求項5乃至7
の何れかに記載したポリコハク酸イミドの固相重合方
法。 1 ≦ Mw1/Mn1 ≦ Mw2/Mn2 ≦ 4 (6)
8. The weight average molecular weight of the polysuccinimide before solid phase polymerization is Mw1, the number average molecular weight is Mn1, and the weight average molecular weight of the polysuccinimide after solid phase polymerization is Mw1.
2. When the number average molecular weight is Mn2, the molecular weight distribution Mw1 / Mn1 of the polysuccinimide before the solid phase polymerization and the molecular weight distribution Mw2 / Mn of the polysuccinimide after the solid phase polymerization
2 satisfies Expression (6).
The method for solid-state polymerization of polysuccinimide according to any one of the above. 1 ≦ Mw1 / Mn1 ≦ Mw2 / Mn2 ≦ 4 (6)
【請求項9】 工程1(固体状反応混合物製造工程)と
して、アスパラギン酸と、酸性触媒を、混合し、40〜
350℃で、加熱して得られた、数式(1)で示される
重量平均分子量Mw1を有するポリコハク酸イミドを含
有する固体状反応混合物を製造する工程、 3×103 ≦ Mw1 ≦ 2×105 (1) 工程2(粉砕工程)として、工程1(固体状反応混合物
製造工程)で得られた固体状反応混合物を、粉砕及び/
又は分級し、微粉状反応混合物を製造する工程、 工程
3(固相重合工程)として、請求項1乃至8の何れかに
記載した固相重合方法によりポリコハク酸イミドを製造
する工程、 とを含んで構成されるものであることを特徴とするポリ
コハク酸イミドの製造方法。
9. In step 1 (a step of producing a solid reaction mixture), aspartic acid and an acidic catalyst are mixed, and
A step of producing a solid reaction mixture containing a polysuccinimide having a weight average molecular weight Mw1 represented by Formula (1) and obtained by heating at 350 ° C., 3 × 10 3 ≦ Mw1 ≦ 2 × 10 5 (1) As step 2 (pulverizing step), the solid reaction mixture obtained in step 1 (solid reaction mixture producing step) is pulverized and / or pulverized.
Or a step of producing a finely powdered reaction mixture by classifying; and a step of producing a polysuccinimide by the solid-phase polymerization method according to claim 1 as step 3 (solid-state polymerization step). A method for producing a polysuccinimide characterized by comprising:
【請求項10】 工程1(固体状反応混合物製造工程)
が、0.1MPa以上、50MPa以下、の圧力下にお
いて、アスパラギン酸と酸性触媒を混合し、40〜35
0℃で、加熱して得られた、数式(1)で示される重量
平均分子量Mw1を有するポリコハク酸イミドを含有す
る固体状反応混合物を製造する工程であることを特徴と
する請求項9に記載したポリコハク酸イミドの製造方
法。
10. Step 1 (Step of producing a solid-state reaction mixture)
Is mixed with aspartic acid and an acidic catalyst under a pressure of 0.1 MPa or more and 50 MPa or less,
10. A process for producing a solid reaction mixture containing a polysuccinimide having a weight average molecular weight Mw1 represented by Formula (1) and obtained by heating at 0 ° C. A method for producing a polysuccinimide.
【請求項11】 工程1(固体状反応混合物製造工程)
が、0.00001MPa以上、0.1MPa未満、の
圧力下において、アスパラギン酸と、酸性触媒を、混合
し、40〜350℃で、加熱して得られた、数式(1)
で示される重量平均分子量Mw1を有するポリコハク酸
イミドを含有する固体状反応混合物を製造する工程であ
ることを特徴とする請求項9又は10に記載したポリコ
ハク酸イミドの製造方法。
11. Step 1 (a step of producing a solid reaction mixture)
Is obtained by mixing aspartic acid and an acidic catalyst under a pressure of 0.00001 MPa or more and less than 0.1 MPa and heating at 40 to 350 ° C.
The method for producing a polysuccinimide according to claim 9 or 10, wherein the step is a step of producing a solid reaction mixture containing a polysuccinimide having a weight average molecular weight Mw1 represented by:
【請求項12】 工程3(固相重合工程)が、工程2
(粉砕工程)で得られた微粉状反応混合物を、圧力0.
1MPa以上、50MPa以下の不活性ガス中におい
て、120〜350℃で固相重合を行うことにより、数
式(2)で示される重量平均分子量Mw2を有するポリ
コハク酸イミドを製造する工程であることを特徴とする
請求項9乃至11の何れかに記載したポリコハク酸イミ
ドの製造方法。 8×104 ≦ Mw2 ≦ 1×106 (2)
12. Step 3 (solid phase polymerization step)
(Pulverizing step), the finely pulverized reaction mixture is subjected to a pressure of 0.
A step of producing a polysuccinimide having a weight average molecular weight Mw2 represented by Formula (2) by performing solid phase polymerization at 120 to 350 ° C. in an inert gas of 1 MPa or more and 50 MPa or less. A method for producing a polysuccinimide according to any one of claims 9 to 11. 8 × 10 4 ≦ Mw2 ≦ 1 × 10 6 (2)
【請求項13】 工程3(固相重合工程)が、工程2
(粉砕工程)で得られた微粉状反応混合物を、0.00
001MPa以上、0.1MPa未満、の圧力下におい
て、120〜350℃で固相重合を行うことにより、数
式(2)で示される重量平均分子量Mw2を有するポリ
コハク酸イミドを製造する工程であることを特徴とする
請求項9乃至12の何れかに記載したポリコハク酸イミ
ドの製造方法。 8×104 ≦ Mw2 ≦ 1×106 (2)
13. Step 3 (solid-state polymerization step)
(Pulverizing step), the fine powdery reaction mixture
A step of producing a polysuccinimide having a weight average molecular weight Mw2 represented by Formula (2) by performing solid phase polymerization at 120 to 350 ° C under a pressure of 001 MPa or more and less than 0.1 MPa. A method for producing a polysuccinimide according to any one of claims 9 to 12, wherein: 8 × 10 4 ≦ Mw2 ≦ 1 × 10 6 (2)
【請求項14】 酸性触媒の使用量が、原料のアスパラ
ギン酸1モル当たり、0.01〜1.0モルの範囲であ
ることを特徴とする請求項1乃至13の何れかに記載し
たポリコハク酸イミドの製造方法。
14. The polysuccinic acid according to claim 1, wherein the amount of the acidic catalyst used is in the range of 0.01 to 1.0 mol per mol of aspartic acid as a raw material. Method for producing imide.
【請求項15】 酸性触媒が、リン酸素酸を含むもので
あることを特徴とする請求項14に記載したポリコハク
酸イミドの製造方法。
15. The method for producing polysuccinimide according to claim 14, wherein the acidic catalyst contains phosphorus oxyacid.
【請求項16】 リン酸素酸が、オルトリン酸、ピロリ
ン酸、ポリリン酸、及び、五酸化リンからなる群から選
択された少なくとも一種であることを特徴とする請求項
15に記載したポリコハク酸イミドの製造方法。
16. The polysuccinimide according to claim 15, wherein the phosphorus oxyacid is at least one selected from the group consisting of orthophosphoric acid, pyrophosphoric acid, polyphosphoric acid, and phosphorus pentoxide. Production method.
【請求項17】 請求項1乃至16の何れかに記載した
製造方法により得られたポリコハク酸イミド。
17. A polysuccinimide obtained by the production method according to claim 1. Description:
【請求項18】 請求項17で得たポリコハク酸イミド
を加水分解して得られたポリアスパラギン酸(塩)。
18. A polyaspartic acid (salt) obtained by hydrolyzing the polysuccinimide obtained in claim 17.
【請求項19】 請求項17で得たポリコハク酸イミド
に対し、架橋反応、及び、加水分解反応を含む操作を実
施して得られた吸水性ポリマー。
19. A water-absorbing polymer obtained by performing an operation including a crosslinking reaction and a hydrolysis reaction on the polysuccinimide obtained in claim 17.
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