JP2007262331A - ポリマー粒子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリビニルピロリドン等の水溶性高分子およびイオン性官能基を有する水溶性ラジカル重合開始剤を溶解させた水性媒体中に、重合性単量体を分散させ、ソープフリー重合を行うポリマー粒子の製造方法。これにより、平均粒子径が1μm以上で粒子径分布範囲が狭く粒子径の揃ったポリマー粒子を得ることができる。
【選択図】図1
Description
従来、このようなポリマー粒子を製造する方法としては、懸濁重合により比較的広い粒子径分布を有するポリマー粒子を合成後、得られたポリマー粒子を分級し、必要とする粒子径のポリマー粒子を得る方法がある。しかしながら、この方法では分級工程に時間がかかるため生産効率が悪く、さらに得られた大部分のポリマー粒子が不要になるため、必要とされるポリマー粒子の収率が非常に低いという難点がある。
しかし、この方法では水性媒体中の重合性単量体の濃度を少し変更しただけで重合途中の、又は重合後のポリマー粒子の分散安定性が低下し、その結果、平均粒子径分布幅が狭く粒子径の揃った平均粒子径が1μm以上のポリマー粒子を安定的に生産することができないという問題が見出された。
(2)水性媒体中に溶解している水溶性高分子の濃度が0.001〜5kg/m3であることを特徴とする上記(1)に記載のポリマー粒子の製造方法;
(3)水性媒体が緩衝液であることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のポリマー粒子の製造方法;
を要旨とする。
上記の水溶性高分子は、通常、粘度平均分子量が10,000〜1,000,000程度のものが用いられる。尚、ここでいう粘度平均分子量の測定に際しては、たとえば、ポリビニルピロリドンの場合、溶媒は30℃の水、式[η]=KMr aにおける定数Kは39.3×10-3cm3g-1、定数aは0.59が採用される。
撹拌装置、温度計、冷却管、窒素導入管を取り付けた四つ口セパラブルフラスコに、水溶性高分子としてポリビニルピロリドン(粘度平均分子量40,000、K値 30)0.08gを溶解させたアンモニア緩衝液(脱イオン水中のアンモニア、及び塩化アンモニウム濃度がそれぞれ10mol/m3になるように調整、pH=8.3/65℃)750mlを入れ、内容物を300rpmで撹拌しながら、窒素バブリングを30分間行なって容器内を窒素置換した後、スチレン91.5g(水100重量部に対して11.4重量部)を投入し、撹拌しながら65℃に昇温した。次いで水溶性ラジカル重合開始剤として2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシルエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]・水和物(和光純薬社製)2.6gを、ポリビニルピロリドンを含まないアンモニア緩衝液50ml溶解させた溶液を投入し、重合反応を開始させた。温度65℃、撹拌速度300rpm、窒素雰囲気下の条件で24時間重合を行ない、ポリマー粒子を得た。尚、ポリビニルピロリドンにおけるK値とは、分子量と相関する粘性特性値で、毛細管粘度計により測定される相対粘度値(25℃)を下記のFikentscherの式に適用して計算されたものである。
K=(1.5logηrel −1)/(0.15+0.003c)+(300clogηrel +(c+1.5clogηrel )2)1/2/(0.15c+0.003c2)
ただし、ηrelは、ポリビニルピロリドン水溶液の水に対する相対粘度であり、cは、ポリビニルピロリドン水溶液中のポリビニルピロリドン濃度(%)である。
スチレンを45.8g(水100重量部に対して5.7重量部)とした以外は、実施例1と同様に実施した。
水溶性高分子としてポリビニルピロリドン(粘度平均分子量10,000、K値 15)0.075gを溶解させたアンモニア緩衝液750mlを用い、スチレンを45.8g(水100重量部に対して5.7重量部)とした以外は、実施例1と同様に実施した。
水溶性高分子を添加せず、スチレンを45.8g(水100重量部に対して5.7重量部)とした以外は、実施例1と同様に実施した。得られたポリマー粒子の粒子径と個数頻度との関係を図2のグラフに示す。
水溶性高分子を添加せず、スチレンを91.5g(水100重量部に対して11.4重量部)とした以外は、実施例1と同様に実施した。
表1及び表2から、水溶性高分子を添加した本発明による実施例では、実施例1と実施例2に見られるように、水性媒体に対する重合性単量体(スチレン)の割合を変化させても、変動係数が10%以内で粒子径分布幅の狭い粒子径の揃ったポリマー粒子を得ることができることが分かる。
一方、水溶性高分子を添加していない場合、水性媒体に対する重合性単量体が11.4重量部である場合(比較例2)には変動係数が1.7%であるが、重合性単量体を5.7重量部とした場合(比較例1)には変動係数が22%となり、重合性単量体の割合によって、変動係数が大きく変動し、粒子径分布の狭いポリマー粒子を得ることのできる条件幅が狭いことが分かる。
Claims (3)
- 水溶性高分子及びイオン性官能基を有する水溶性ラジカル重合開始剤を溶解させた水性媒体中に、重合性単量体を分散させ、重合を行なうことを特徴とするポリマー粒子の製造方法。
- 水性媒体中に溶解している水溶性高分子の濃度が0.001〜5kg/m3である請求項1に記載のポリマー粒子の製造方法。
- 水性媒体が緩衝液であることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリマー粒子の製造方法。
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