JP2008081721A - 粒子状四級アンモニウム基含有架橋アニオン交換体、粒子状三級アミノ基含有架橋重合体及びそれらの製造方法 - Google Patents
粒子状四級アンモニウム基含有架橋アニオン交換体、粒子状三級アミノ基含有架橋重合体及びそれらの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】下記一般式(1);
【化1】
(式中、R1、R2、R3は同一または異なって、炭素数1〜8の炭化水素基またはアルカノール基を示し、Xはアニオンを示し、nは4〜12の整数を示す。)で表される構成単位と、一分子中に少なくとも二つのビニル基を有する架橋性モノマーから誘導される構成単位とを有し、該架橋性モノマーから誘導される構成単位が全構成単位に対して0.5〜30モル%である。
【選択図】なし
Description
ハロゲン含有量が低下、その結果アニオン交換容量が低下する。イオン交換体の性能は、母体である架橋ポリマーに結合しているイオン交換基の量、即ち固定イオン濃度に本質的に支配されるため、アニオン交換容量の低下はイオン交換体の性能低下に直結する。(2)ω-ハロアルキルスチレン/ジビニルベンゼン共重合体は、従来のクロロメチルスチレン/ジビニルベンゼン共重合体に比べてトリアルキルアミンとの反応性が低いため、四級アンモニウム基の導入量が低下し、その結果、アニオン交換容量が低下する。また、未反応の共有結合性ハロゲンがアニオン交換体中に残存してしまうため、使用過程において加水分解によって塩化物イオンが生成して、装置や製品の腐食を引き起こす。
(式中、R1、R2、R3は同一または異なって、炭素数1〜8の炭化水素基またはアルカノール基を示し、Xはアニオンを示し、nは4〜12の整数を示す。)で表される構成単位と、一分子中に少なくとも二つのビニル基を有する架橋性モノマーから誘導される構成単位とを有し、該架橋性モノマーから誘導される構成単位が全構成単位に対して0.5〜30モル%であることを特徴とする粒子状四級アンモニウム基含有架橋アニオン交換体を提供するものである。
(式中、R1、R2は同一または異なって、炭素数1〜8の炭化水素基またはアルカノール基を示し、nは4〜12の整数を示す。)で表される構成単位と、一分子中に少なくとも二つのビニル基を有する架橋性モノマーから誘導される構成単位とを有し、該架橋性モノマーから誘導される構成単位が全構成単位に対して0.5〜30モル%であることを特徴とする粒子状三級アミノ基含有架橋重合体を提供するものである。
R3−Y (4)
(式中、R3は炭素数1〜8の炭化水素基もしくはアルカノール基を示し、Yはハロゲン原子を示す。)で表される有機ハロゲン化合物と反応させて粒子状四級アンモニウム基含有架橋アニオン交換体を製造する方法を提供するものである。
で定義される体積当りの強塩基性アニオン交換容量(meq/ml-R)の残存率が90%以上、好ましくは95%以上となる耐熱性を有する。
<p−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレン>の合成
窒素雰囲気下、攪拌装置及び還流装置を備えた1200mlフラスコ中に、20〜50メッシュの金属マグネシウム11.6g、テトラヒドロフラン40.0g、臭化エチル2.8gを仕込み、溶媒還流条件にて30分加熱攪拌した。その後、p−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)クロロベンゼン90.8gをテトラヒドロフラン60.0gに溶解させた溶液を、4時間かけて滴下した。更に、温度を維持して5時間攪拌し、p−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)フェニルマグネシウムクロライドのテトラヒドロフラン溶液を得た。次いで、当該溶液に[1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ジクロロニッケル2.16g及びテトラヒドロフラン40.0gを加えた後に反応溶液を10℃まで冷却し、臭化ビニルガス51.2gを同温度にて2時間かけて吹き込み、更に同温度で1時間攪拌した。反応終了後、塩酸及び水酸化ナトリウム水溶液にて反応液を処理し、得られた有機層をシリカゲルクロマトグラフィーにて精製して、純度98.8%のp−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレン60.8gを得た。なお、同化合物は質量分析及び元素分析により決定した。
窒素雰囲気下、攪拌装置及び還流装置を備えた1000mlセパラブルフラスコ中に、pH7.4の標準緩衝液600ml(和光純薬社製)、部分ケン化ポリビニルアルコール(PVA−224、平均重合度2400、ケン化度88%、クラレ社製)3.6gを加え、60℃に昇温してポリビニルアルコールを溶解させた後、室温まで冷却した。参考例1で得たp−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレン57.0g(0.260モル)、純度80%のジビニルベンゼン3.0g(0.018モル)(アルドリッチ社製)、25℃における水への溶解度0.009g/100gH2Oの2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.27g(和光純薬社製)を混合し、均一溶液とした後、上記フラスコに加え、pH7.4の反応液を得た。撹拌回転数を200rpmに設定し、窒素雰囲気下60℃で24時間重合した。重合後、水相は透明であり、微粒子の生成は認められなかった。重合生成物をろ過し、十分水洗した後、メタノールで洗浄し、減圧乾燥して淡黄色透明球状のp−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレン架橋重合体53.9gを得た。収率は90%、平均粒径は180μmであり、粒子の破砕や連結はなく、真球状の粒子であった。また、得られた粒子の粒度分布は、最も粒子が多く分布する粒径範囲は100〜200μmであり、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の61%であった。粒子の粒度分布はコールター製レーザー散乱・回折式粒度分布測定装置LS−230を用いて測定した。なお、ジビニルベンゼンの使用量は、全モノマーに対して6.5モル%であった。
窒素雰囲気下、攪拌装置及び還流装置を備えた1000mlセパラブルフラスコ中に、テトラヒドロフラン(THF)400ml(和光純薬社製)、実施例1で得られた架橋重合体30.0gを加え、40℃で1時間攪拌し、重合体を膨潤させた。その後、ヨードメタン98.7g(東京化成社製)を加え、40℃で24時間四級化反応を行った。反応終了後、濾過により重合体を取り出し、THFで洗浄して過剰のヨードメタンを取除いた後、十分に水洗して粒子状架橋アニオン交換体を得た。得られたアニオン交換体の中性塩分解容量は、3.05mg当量/g(乾燥状態)、1.20mg当量/ml(湿潤状態)であり、水分保有能力は49%であった。顕微鏡観察の結果、粒子は真球状であり、真球状粒子の占める割合は98%、平均粒径は220μmであった。また、得られた粒子の粒度分布は、最も粒子が多く分布する粒径範囲は200〜400μmであり、当該粒径範囲内の粒子は全球状粒子の64%であった。また、得られた粒子の強度も高く、実用性の高いものであった。実施例2で得られた粒子状架橋アニオン交換体の顕微鏡観察の一例を図1に示す。図1中、右下の線の長さは1000μmである。
実施例2で得られた粒子状架橋アニオン交換体をOH形に再生した後、50℃の超純水で30分間通水洗浄した。この洗浄済みアニオン交換体を30ml採取し、脱気超純水50mlに分散させ、窒素気流下密閉して100℃で13日間静置した。加熱試験終了後、濾過によりアニオン交換体を取り出し、中性塩分解容量を測定したところ、2.96mg当量/g(乾燥状態)、1.20mg当量/ml(湿潤状態)であり、中性塩分解容量の低下はほとんど認められず、良好な耐熱性を示した。実施例2の粒子状架橋アニオン交換体の耐熱性の指標である強塩基性アニオン交換容量残存率は100%であった。
pH7.4の標準緩衝液の代わりにpH9.2の標準緩衝液を用いたことを除いて、実施例1と同様の操作を行い、p−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレン架橋重合体55.2gを得た。収率は93%、平均粒径は710μmであり、粒子の破砕や連結のない真球状の粒子が得られた。粒度分布測定の結果、最も粒子が多く分布する粒径範囲は600〜1000μm、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の60%であった。
実施例1で得られた架橋重合体の代わりに実施例3で得られた架橋重合体を用いたことを除いて、実施例2と同様の操作を行い、粒子状架橋アニオン交換体を得た。得られたアニオン交換体の中性塩分解容量は、3.18mg当量/g(乾燥状態)、1.04mg当量/g(湿潤状態)であり、水分保有能力は50%であった。顕微鏡観察の結果、粒子は真球状であり、真球状粒子の占める割合は97%、平均粒径は825μmであった。また、粒度分布を測定したところ、最も粒子が多く分布する粒径範囲は600〜1000μm、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の60%であった。
実施例2で得られた粒子状架橋アニオン交換体の代わりに実施例4で得られた粒子状架橋アニオン交換体を用いたことを除いて、実施例2と同様の操作で耐熱性試験を行った。加熱試験終了後の中性塩分解容量は3.13mg当量/g(乾燥状態)、1.02mg当量/g(湿潤状態)であり、良好な耐熱性を示した。この値から算出した体積当りの強塩基性アニオン交換容量残存率は98%であった。
pH7.4の標準緩衝液の代わりにpH9.2の標準緩衝液を用いたこと、ジビニルベンゼン量を3.0g(0.018モル)から1.5g(0.009モル)に変更し、ジビニルベンゼン使用量を全モノマーに対して3.3モル%としたことを除いて、実施例1と同様の操作を行い、p−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレン架橋重合体52.4gを得た。収率は90%、平均粒径は700μmであり、粒子の破砕や連結のない真球状の粒子が得られた。粒度分布測定の結果、最も粒子が多く分布する粒径範囲は600〜1000μm、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の55%であった。
実施例1で得られた架橋重合体の代わりに実施例5で得られた架橋重合体を用いたことを除いて、実施例2と同様の操作を行い、粒子状架橋アニオン交換体を得た。得られたアニオン交換体の中性塩分解容量は、3.20mg当量/g(乾燥状態)、0.18mg当量/g(湿潤状態)であり、水分保有能力は92%であった。顕微鏡観察の結果、粒子は真球状であり、真球状粒子の占める割合は97%、平均粒径は840μmであった。また、粒度分布を測定したところ、最も粒子が多く分布する粒径範囲は600〜1000μm、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の65%であった。
実施例2で得られた粒子状架橋アニオン交換体の代わりに実施例6で得られた粒子状架橋アニオン交換体を用いたことを除いて、実施例2と同様の操作で耐熱性試験を行った。加熱試験終了後の中性塩分解容量は3.19mg当量/g(乾燥状態)、0.18mg当量/g(湿潤状態)であり、良好な耐熱性を示した。この値から算出した体積当りの強塩基性アニオン交換容量残存率は100%であった。
pH7.4の標準緩衝液の代わりにpH9.2の標準緩衝液を用いたこと、ジビニルベンゼン量を3.0g(0.018モル)から4.6g(0.028モル)に変更し、ジビニルベンゼン使用量を全モノマーに対して9.8モル%としたこと、更に重合時の撹拌回転数200rpmを300rpmとしたことを除いて、実施例1と同様の操作を行い、p−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレン架橋重合体55.2gを得た。収率は91%、平均粒径は390μmであり、粒子の破砕や連結のない真球状の粒子が得られた。粒度分布測定の結果、最も粒子が多く分布する粒径範囲は200〜400μm、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の50%であった。
実施例1で得られた架橋重合体の代わりに実施例7で得られた架橋重合体を用いたことを除いて、実施例2と同様の操作を行い、粒子状架橋アニオン交換体を得た。得られたアニオン交換体の中性塩分解容量は、3.18mg当量/g(乾燥状態)、0.87mg当量/g(湿潤状態)であり、水分保有能力は65%であった。顕微鏡観察の結果、粒子は真球状であり、真球状粒子の占める割合は98%、平均粒径は430μmであった。また、粒度分布を測定したところ、最も粒子が多く分布する粒径範囲は200〜400μm、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の37%であった。
実施例2で得られた粒子状架橋アニオン交換体の代わりに実施例8で得られた粒子状架橋アニオン交換体を用いたことを除いて、実施例2と同様の操作で耐熱性試験を行った。加熱試験終了後の中性塩分解容量は3.15mg当量/g(乾燥状態)、0.87mg当量/g(湿潤状態)であり、良好な耐熱性を示した。この値から算出した体積当りの強塩基性アニオン交換容量残存率は100%であった。
pH7.4の標準緩衝液の代わりにpH9.2の標準緩衝液を用いたこと、ジビニルベンゼン量を3.0g(0.018モル)から6.3g(0.039モル)に変更し、ジビニルベンゼン使用量を全モノマーに対して13.0モル%としたこと、更に重合時の撹拌回転数200rpmを300rpmとしたことを除いて、実施例1と同様の操作を行い、p−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレン架橋重合体57.1gを得た。収率は92%、平均粒径は420μmであり、粒子の破砕や連結のない真球状の粒子が得られた。粒度分布測定の結果、最も粒子が多く分布する粒径範囲は400〜600μm、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の45%であった。
実施例1で得られた架橋重合体の代わりに実施例9で得られた架橋重合体を用いたことを除いて、実施例2と同様の操作を行い、粒子状架橋アニオン交換体を得た。得られたアニオン交換体の中性塩分解容量は、3.23mg当量/g(乾燥状態)、0.88mg当量/g(湿潤状態)であり、水分保有能力は59%であった。顕微鏡観察の結果、粒子は真球状であり、真球状粒子の占める割合は98%、平均粒径は420μmであった。また、粒度分布を測定したところ、最も粒子が多く分布する粒径範囲は400〜600μm、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の45%であった。
実施例2で得られた粒子状架橋アニオン交換体の代わりに実施例10で得られた粒子状架橋アニオン交換体を用いたことを除いて、実施例2と同様の操作で耐熱性試験を行った。加熱試験終了後の中性塩分解容量は3.13mg当量/g(乾燥状態)、0.87mg当量/g(湿潤状態)であり、良好な耐熱性を示した。この値から算出した体積当りの強塩基性アニオン交換容量残存率は99%であった。
pH7.4の標準緩衝液の代わりにpH9.2の標準緩衝液を用いたこと、ジビニルベンゼン量を3.0g(0.018モル)から14.3g(0.088モル)に変更し、ジビニルベンゼン使用量を全モノマーに対して25.2モル%としたこと、更に重合時の撹拌回転数200rpmを300rpmとしたことを除いて、実施例1と同様の操作を行い、p−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレン架橋重合体65.0gを得た。収率は95%、平均粒径は400μmであり、粒子の破砕や連結のない真球状の粒子が得られた。粒度分布測定の結果、最も粒子が多く分布する粒径範囲は200〜400μm、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の48%であった。
実施例1で得られた架橋重合体の代わりに実施例11で得られた架橋重合体を用いたことを除いて、実施例2と同様の操作を行い、粒子状架橋アニオン交換体を得た。得られたアニオン交換体の中性塩分解容量は、2.81mg当量/g(乾燥状態)、1.26mg当量/g(湿潤状態)であり、水分保有能力は35%であった。顕微鏡観察の結果、粒子は真球状であり、真球状粒子の占める割合は99%、平均粒径は420μmであった。また、粒度分布を測定したところ、最も粒子が多く分布する粒径範囲は400〜600μm、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の48%であった。
<耐熱性試験6>
pH7.4の標準緩衝液の代わりにpH9.2の標準緩衝液を用いたこと、ジビニルベンゼン3.0g(0.018モル)の代わりに純度53%のジビニルビフェニル7.0g(0.018モル)(新日鐵化学製)を用いたことを除いて、実施例1と同様の操作を行い、p−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレン架橋重合体55.2gを得た。収率は91%、平均粒径は700μmであり、粒子の破砕や連結のない真球状の粒子が得られた。粒度分布測定の結果、最も粒子が多く分布する粒径範囲は600〜1000μm、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の55%であった。
実施例1で得られた架橋重合体の代わりに実施例13で得られた架橋重合体を用いたことを除いて、実施例2と同様の操作を行い、粒子状架橋アニオン交換体を得た。得られたアニオン交換体の中性塩分解容量は、3.04mg当量/g(乾燥状態)、1.10mg当量/g(湿潤状態)であり、水分保有能力は46%であった。顕微鏡観察の結果、粒子は真球状であり、真球状粒子の占める割合は99%、平均粒径は780μmであった。また、粒度分布を測定したところ、最も粒子が多く分布する粒径範囲は600〜1000μm、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の60%であった。
実施例2で得られた粒子状架橋アニオン交換体の代わりに実施例14で得られた粒子状架橋アニオン交換体を用いたことを除いて、実施例2と同様の操作で耐熱性試験を行った。加熱試験終了後の中性塩分解容量は3.05mg当量/g(乾燥状態)、1.10mg当量/g(湿潤状態)であり、良好な耐熱性を示した。この値から算出した体積当りの強塩基性アニオン交換容量残存率は100%であった。
ヨードメタンの代わりにブロモエタン75.8g(和光純薬製)を用いたこと、四級化反応条件40℃で24時間を35℃で48時間としたことを除いて、実施例2と同様の操作を行い、粒子状架橋アニオン交換体を得た。得られたアニオン交換体の中性塩分解容量は、3.22mg当量/g(乾燥状態)、1.13mg当量/g(湿潤状態)であり、水分保有能力は47%であった。顕微鏡観察の結果、粒子は真球状であり、真球状粒子の占める割合は98%、平均粒径は210μmであった。また、粒度分布を測定したところ、最も粒子が多く分布する粒径範囲は200〜400μm、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の62%であった。
実施例2で得られた粒子状架橋アニオン交換体の代わりに実施例15で得られた粒子状架橋アニオン交換体を用いたことを除いて、実施例2と同様の操作で耐熱性試験を行った。加熱試験終了後の中性塩分解容量は3.20mg当量/g(乾燥状態)、1.13mg当量/g(湿潤状態)であり、良好な耐熱性を示した。この値から算出した体積当りの強塩基性アニオン交換容量残存率は100%であった。
<p−(4−N,N−ジメチルアミノヘキシルオキシ)スチレンの合成>
p−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)クロロベンゼン90.8gに代えてp−(4−N,N−ジメチルアミノヘキシルオキシ)クロロベンゼン102.0gを用いたことを除いて、参考例1と同様の操作を行い、純度98.0%のp−(4−N,N−ジメチルアミノヘキシルオキシ)スチレン58.0gを得た。
参考例1で得たp−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレンの代わりに参考例2で得たp−(4−N,N−ジメチルアミノヘキシルオキシ)スチレン57.0g(0.231モル)を用いたことを除いて、実施例1と同様の操作を行い、p−(4−N,N−ジメチルアミノヘキシルオキシ)スチレン架橋重合体49.7gを得た。収率は89%、平均粒径は190μmであり、粒子の破砕や連結のない真球状の粒子が得られた。粒度分布測定の結果、最も粒子が多く分布する粒径範囲は100〜200μm、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の65%であった。ナオ、ジビニルベンゼンの使用量は、全モノマーに対して7.2モル%であった。
実施例1で得られた架橋重合体の代わりに実施例16で得られた架橋重合体を用いたことを除いて、実施例2と同様の操作を行い、粒子状架橋アニオン交換体を得た。得られたアニオン交換体の中性塩分解容量は、2.72mg当量/g(乾燥状態)、1.01mg当量/g(湿潤状態)であり、水分保有能力は46%であった。顕微鏡観察の結果、粒子は真球状であり、真球状粒子の占める割合は99%、平均粒径は200μmであった。また、粒度分布を測定したところ、最も粒子が多く分布する粒径範囲は100〜200μm、当該粒径範囲内の粒子は全粒子の52%であった。
実施例2で得られた粒子状架橋アニオン交換体の代わりに実施例17で得られた粒子状架橋アニオン交換体を用いたことを除いて、実施例2と同様の操作で耐熱性試験を行った。加熱試験終了後の中性塩分解容量は2.74mg当量/g(乾燥状態)、1.01mg当量/g(湿潤状態)であり、良好な耐熱性を示した。この値から算出した体積当りの強塩基性アニオン交換容量残存率は100%であった。
<p−(3−N,N−ジメチルアミノプロポキシ)スチレンの合成>
窒素雰囲気下、攪拌装置及び還流装置を備えた500mlフラスコ中に、20〜50メッシュの金属マグネシウム14.6g、テトラヒドロフラン100.0g、臭化エチル3.3gを仕込み、溶媒還流条件にて30分加熱攪拌した。その後、p−(3−N,N−ジメチルアミノプロポキシ)クロロベンゼン106.9gを、4時間かけて滴下した。更に、温度を維持して5時間攪拌し、p−(3−N,N−ジメチルアミノプロポキシ)フェニルマグネシウムクロライドのテトラヒドロフラン溶液を得た。次いで、当該溶液に無水塩化鉄0.16g及びテトラヒドロフラン40.0gを加えた後に反応溶液を10℃まで冷却し、塩化ビニルガス37.5gを同温度にて3時間かけて吹き込み、更に同温度で1時間攪拌した。反応終了後、塩酸及び水酸化ナトリウム水溶液にて反応液を処理し、得られた有機層を減圧蒸留したところ、115℃/0.35kPaの留分において無色液体の純度96.0%のp−(3−N,N−ジメチルアミノプロポキシ)スチレン60.8gを得た。なお、同化合物は質量分析及び元素分析により決定した。
<p-(3−N,N−ジメチルアミノプロポキシ)スチレン架橋重合体の合成>
p-(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレンに代えて参考例3で得られたp−(3−N,N−ジメチルアミノプロポキシ)スチレンを用いたこと、及びpH9.2の標準緩衝液を用いて反応液のpHを9.2としたこと以外は、実施例1と同様の方法でp−(3−N,N−ジメチルアミノプロポキシ)スチレン架橋重合体を合成した。得られた架橋重合体の収量は51.4g、収率は86%、平均粒径は610μmであった。また、得られた粒子の粒度分布は、最も粒子が多く分布する粒径範囲は600〜1000μmであり、当該粒径範囲内の粒子は全球状粒子の45%であった。なお、同化合物は質量分析及び元素分析により決定した。
<p−(3−N,N−ジメチルアミノプロポキシ)スチレン架橋重合体の四級化反応>
実施例1で得られた架橋重合体に代えて参考例4で得られた架橋重合体を用いた以外は、実施例2と同様の方法で四級化して、粒子状架橋アニオン交換体を得た。得られたアニオン交換体の中性塩分解容量は、3.44mg当量/g、1.20mg当量/mlであり、水分保有能力は49%であった。また、得られた粒子の平均粒径は720μmであり、粒子の粒度分布は、最も粒子が多く分布する粒径範囲は600〜1000μmであり、当該粒径範囲内の粒子は全球状粒子の54%であった。
実施例2で得られた粒子状架橋アニオン交換体に代えて比較例1で得られた粒子状アニオン交換体を用いたこと、及び100℃での静置日数を6日間に短縮したこと以外は、耐熱性試験1と同様の方法で耐熱性の評価を行った。加熱試験終了後の中性塩分解容量は、0.42mg当量/g(乾燥状態)、0.25mg当量/ml(湿潤状態)、水分保有能力は11%であり、中性塩分解容量と水分保有能力の大幅な低下が認められた。比較例1の粒子状架橋アニオン交換体の100℃の水中に6日間浸漬した後の強塩基性アニオン交換容量の残存率は21%であった。浸漬日数が6日間と実施例2のものに比べて短いにもかかわらず、塩基性アニオン交換容量の低下は大きかった。
<過酸化物を開始剤に用いたp−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレン架橋重合体の合成>
2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.27gに代えて過酸化ラウロイル0.75g(和光純薬製)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で重合を行った。その結果、少量の黄色微粉末が得られたのみで、架橋重合体粒子は得られなかった。
<架橋度の低いp−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレン架橋重合体の合成>
ジビニルベンゼン3.0g(0.018モル)に代えて、ジビニルベンゼン0.13g(0.00078モル)とした以外は、実施例1と同様の方法でp−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレン架橋重合体を合成した。なお、参考例5におけるジビニルベンゼンの使用量は、全モノマーに対して0.3モル%である。得られた架橋重合体の収量は44.5g、収率は78%、平均粒径は190μmであった。
<架橋度の低いp−(4−N,N−ジメチルアミノブトキシ)スチレン架橋重合体の四級化反応>
実施例1で得られた架橋重合体に代えて参考例5で得られた架橋重合体を用いた以外は、実施例2と同様の方法で四級化して、粒子状架橋アニオン交換体を得た。得られたアニオン交換体の中性塩分解容量は、3.20mg当量/g(乾燥状態)、0.16mg当量/ml(湿潤状態)であり、水分保有能力は92%であった。得られた粒子は強度が極めて低く実用に耐えるものではなかった。比較例3で得られた粒子状架橋アニオン交換体の顕微鏡観察の一例を図2に示す。図2中、右下の線の長さは1000μmである。顕微鏡観察の結果、破砕した粒子が多数観察された。粒子全体に対する真球状粒子の占める割合も30%と低かった。
Claims (7)
- 下記一般式(1);
(式中、R1、R2、R3は同一または異なって、炭素数1〜8の炭化水素基またはアルカノール基を示し、Xはアニオンを示し、nは4〜12の整数を示す。)で表される構成単位と、一分子中に少なくとも二つのビニル基を有する架橋性モノマーから誘導される構成単位とを有し、該架橋性モノマーから誘導される構成単位が全構成単位に対して0.5〜30モル%であることを特徴とする粒子状四級アンモニウム基含有架橋アニオン交換体。 - 100℃で13日間水中に浸漬した際、次式;
強塩基性アニオン交換容量残存率(%)=
(浸漬後のイオン交換容量/浸漬前のイオン交換容量)×100
で定義される体積当りの強塩基性アニオン交換容量残存率が90%以上であることを特徴とする請求項1に記載の粒子状四級アンモニウム基含有架橋アニオン交換体。 - 球状粒子の占める割合が90%以上であることを特徴とする請求項1又は2記載の粒子状四級アンモニウム基含有架橋アニオン交換体。
- 下記一般式(2);
(式中、R1、R2は同一または異なって、炭素数1〜8の炭化水素基またはアルカノール基を示し、nは4〜12の整数を示す。)で表される構成単位と、一分子中に少なくとも二つのビニル基を有する架橋性モノマーから誘導される構成単位とを有し、該架橋性モノマーから誘導される構成単位が全構成単位に対して0.5〜30モル%であることを特徴とする粒子状三級アミノ基含有架橋重合体。 - 下記一般式(3);
- 前記水難溶解性のアゾ系重合開始剤は、25℃における水への溶解度が0.03g/100gH2O以下であることを特徴とする請求項5記載の粒子状三級アミノ基含有架橋重合体の製造方法。
- 請求項5または6に記載の粒子状三級アミノ基含有架橋重合体を、
下記一般式(4); R3−Y (4)
(式中、R3は炭素数1〜8の炭化水素基もしくはアルカノール基を示し、Yはハロゲン原子を示す。)で表される有機ハロゲン化合物と反応させて粒子状四級アンモニウム基含有架橋アニオン交換体を製造する方法。
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