JP2009299032A - ポリカルボン酸系共重合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明のポリカルボン酸系共重合体の製造方法は、不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体(a)由来の構造単位(I)と不飽和カルボン酸系単量体(b)由来の構造単位(II)とを含むポリカルボン酸系共重合体の製造方法であって、該単量体(a)と該単量体(b)とを含む単量体成分の重合を、過酸化物と還元剤を重合開始剤として併用して、pH調整剤の存在下で重合中のpHを3以下に制御して行う。
【選択図】なし
Description
一般式(1)で表される不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体(a)由来の構造単位(I)と一般式(2)で表される不飽和カルボン酸系単量体(b)由来の構造単位(II)とを含むポリカルボン酸系共重合体の製造方法であって、
該単量体(a)と該単量体(b)とを含む単量体成分の重合を、過酸化物と還元剤を重合開始剤として併用して、pH調整剤の存在下で重合中のpHを3以下に制御して行う。
上記一般式(1)で表される不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体(a)由来の構造単位(I)と上記一般式(2)で表される不飽和カルボン酸系単量体(b)由来の構造単位(II)とを含むポリカルボン酸系共重合体の製造方法である。本発明において、不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体(a)は1種のみ用いても良いし、2種以上を併用しても良い。本発明において、不飽和カルボン酸系単量体(b)は1種のみ用いても良いし、2種以上を併用しても良い。
装置:Waters Alliance(2695)
解析ソフト:Waters社製 Empowerプロフェッショナル+GPCオプション
カラム:TSKgel ガードカラム(内径6.0×40mm)+G4000SWXL+G3000SWXL+G2000SWXL(各内径7.8×300mm)
検出器:示差屈折率計(RI)検出器(Waters 2414)、多波長可視紫外(PDA)検出器(Waters 2996)
溶離液:アセトニトリル/酢酸ナトリウム(50mM)イオン交換水溶液=40/60(容積%)の混合溶液に酢酸を加えてpH6.0に調整したもの
流量:1.0ml/分
カラム・検出器温度:40℃
測定時間:45分
試料液注入量:100μl(試料濃度0.5質量%の溶離液溶液)
GPC標準サンプル:東ソー(株)製ポリエチレングリコール Mp=272500、219300、107000、50000、24000、11840、6450、4250、1470の9点を使用
検量線:上記ポリエチレングリコールのMp値を用いて3次式で作成
(1)使用材料
セメント:太平洋セメント
粗骨材:青梅産砕石
細骨材:小笠山産/千葉県君津産山砂
(2)単位量(kg/m3)
W/C=52
s/a=49.0
空気=45.0
水=166.0
セメント=320.0
石=942.0
砂=846
(3)使用ミキサー:太平洋機工、TM55(55リットル強制練パン型ミキサー)、練り量30リットル
(4)試験方法
AE剤としてMA202(ポゾリス物産)をセメントに対し0.0015%配合した。細骨材とセメントをミキサーに投入し、10秒間空練りを行い、次いで、セメント混和剤込みの水、粗骨材を投入し、90秒間混練を行った後、コンクリートを排出した。得られたコンクリートのスランプ値、スランプフロー値、空気量は、日本工業規格(JIS A1101、1128、6204)に準拠して測定した。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、水343.1g、3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキシド50モル付加体(ポリエチレングリコールを6.7質量%含む)857.12g、pH調整剤として15%のパラトルエンスルホン酸1水和物水溶液30.89gを仕込み(pH=2.7、21℃)、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で58℃に昇温した後、2%過酸化水素水37.9gを投入した。温度が58℃で安定した後、アクリル酸53.3gを水13.3gに溶解させた水溶液を3時間かけて滴下した。アクリル酸水溶液を滴下し始めると同時に、L−アスコルビン酸1.0g、2−メルカプトプロピオン酸1.9gを水161.6gに溶解させた水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続き58℃を維持し、重合反応を完結させた。重合反応中のpHは3以下を維持していた。そして、冷却後(pH=2.8、21.4℃)、30%NaOH水溶液でpH=6まで中和した。
得られた共重合体(1)のGPCを測定したところ、モノマー(Mw=2289)相当分のピークを除いたポリマー分の質量平均分子量は34000、ポリマー分の含有割合は82.9%であった。結果を表1に示す。
得られた共重合体(1)をセメント混和剤として用い、コンクリート試験を行った。結果を表2に示す。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、水339.9g、3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキシド50モル付加体(ポリエチレングリコールを6.7質量%含む)849.9g、pH調整剤として15%のパラトルエンスルホン酸1水和物水溶液30.93gを仕込み(pH=2.7、20℃)、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で58℃に昇温した後、2%過酸化水素水41.2gを投入した。温度が58℃で安定した後、アクリル酸60.5gを水15.1gに溶解させた水溶液を3時間かけて滴下した。アクリル酸水溶液を滴下し始めると同時に、L−アスコルビン酸1.1g、2−メルカプトプロピオン酸2.9gを水159.2gに溶解させた水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続き58℃を維持し、重合反応を完結させた。重合反応中のpHは3以下を維持していた。そして、冷却後(pH=2.7、21.6℃)、30%NaOH水溶液でpH=6まで中和した。
得られた共重合体(2)のGPCを測定したところ、モノマー(Mw=2289)相当分のピークを除いたポリマー分の質量平均分子量は37000、ポリマー分の含有割合は84.3%であった。結果を表1に示す。
得られた共重合体(2)をセメント混和剤として用い、コンクリート試験を行った。結果を表2に示す。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、水343.1g、3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキシド50モル付加体(ポリエチレングリコールを6.7質量%含む)829.7g、pH調整剤として15%のパラトルエンスルホン酸1水和物水溶液31.2gを仕込み(pH=2.6、21℃)、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で58℃に昇温した後、2%過酸化水素水50.4gを投入した。温度が58℃で安定した後、アクリル酸80.6gを水20.1gに溶解させた水溶液を3時間かけて滴下した。アクリル酸水溶液を滴下し始めると同時に、L−アスコルビン酸1.3g、2−メルカプトプロピオン酸2.7gを水156.9gに溶解させた水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続き58℃を維持し、重合反応を完結させた。重合反応中のpHは3以下を維持していた。そして、冷却後(pH=2.6、26.0℃)、30%NaOH水溶液でpH=6まで中和した。
得られた共重合体(3)のGPCを測定したところ、モノマー(Mw=2289)相当分のピークを除いたポリマー分の質量平均分子量は36500、ポリマー分の含有割合は88.7%であった。結果を表1に示す。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、水339.9g、2−メチル−2−プロペン−1−オールのエチレンオキシド50モル付加体849.9g、pH調整剤として15%のパラトルエンスルホン酸1水和物水溶液30.93gを仕込み(pH=2.4、27℃)、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で58℃に昇温した後、2%過酸化水素水41.2gを投入した。温度が58℃で安定した後、アクリル酸60.5gを水15.1gに溶解させた水溶液を3時間かけて滴下した。アクリル酸水溶液を滴下し始めると同時に、L−アスコルビン酸1.1g、2−メルカプトプロピオン酸2.9gを水159.2gに溶解させた水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続き58℃を維持し、重合反応を完結させた。重合反応中のpHは3以下を維持していた。そして、冷却後(pH=2.7、21℃)、30%NaOH水溶液でpH=6まで中和した。
得られた共重合体(4)のGPCを測定したところ、モノマー(Mw=2274)相当分のピークを除いたポリマー分の質量平均分子量は36500、ポリマー分の含有割合は83.7%であった。結果を表1に示す。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、水294.1g、アリルアルコールのエチレンオキシド50モル付加体(ポリエチレングリコールを5.0質量%含む)605.3g、pH調整剤として15%のパラトルエンスルホン酸1水和物水溶液30.0gを仕込み(pH=2.5、27℃)、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で58℃に昇温した後、2%過酸化水素水39.0gを投入した。温度が58℃で安定した後、アクリル酸63.3gを水15.8gに溶解させた水溶液を3時間かけて滴下した。アクリル酸水溶液を滴下し始めると同時に、L−アスコルビン酸1.0g、2−メルカプトプロピオン酸2.2gを水156.4gに溶解させた水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続き58℃を維持し、重合反応を完結させた。重合反応中のpHは3以下を維持していた。そして、冷却後(pH=2.6、21.4℃)、30%NaOH水溶液でpH=6まで中和した。
得られた共重合体(5)のGPCを測定したところ、モノマー(Mw=2260)相当分のピークを除いたポリマー分の質量平均分子量は37500、ポリマー分の含有割合は67.8%であった。結果を表1に示す。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、水343.1g、3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキシド50モル付加体(ポリエチレングリコールを6.7質量%含む)857.12g、pH調整剤として7.5%のメタンスルホン酸水溶液30.89gを仕込み(pH=2.5、27℃)、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で58℃に昇温した後、2%過酸化水素水37.9gを投入した。温度が58℃で安定した後、アクリル酸53.3gを水13.3gに溶解させた水溶液を3時間かけて滴下した。アクリル酸水溶液を滴下し始めると同時に、L−アスコルビン酸1.0g、2−メルカプトプロピオン酸1.9gを水161.6gに溶解させた水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続き58℃を維持し、重合反応を完結させた。重合反応中のpHは3以下を維持していた。そして、冷却後(pH=2.7、21.4℃)、30%NaOH水溶液でpH=6まで中和した。
得られた共重合体(6)のGPCを測定したところ、モノマー(Mw=2289)相当分のピークを除いたポリマー分の質量平均分子量は34500、ポリマー分の含有割合は82.5%であった。結果を表1に示す。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、水58.7g、2−メチル−2−プロペン−1−オールのエチレンオキシド150モル付加体234.8g、pH調整剤として15%のパラトルエンスルホン酸1水和物水溶液11.0gを仕込み(pH=2.5、27℃)、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で58℃に昇温した後、2%過酸化水素水16.8gを投入した。温度が58℃で安定した後、アクリル酸12.7gを水7.2gに溶解させた水溶液を3時間かけて滴下した。アクリル酸水溶液を滴下し始めると同時に、L−アスコルビン酸0.9g、2−メルカプトプロピオン酸0.8gを水43.3gに溶解させた水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続き58℃を維持し、重合反応を完結させた。重合反応中のpHは3以下を維持していた。そして、冷却後(pH=2.7、20.5℃)、30%NaOH水溶液でpH=6まで中和した。
得られた共重合体(7)のGPCを測定したところ、モノマー(Mw=6680)相当分のピークを除いたポリマー分の質量平均分子量は48040、ポリマー分の含有割合は83.9%であった。結果を表1に示す。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、水343.1g、3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキシド50モル付加体(ポリエチレングリコールを6.7質量%含む)857.12gを仕込み(pH=7.4、23℃)、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で58℃に昇温した後、2%過酸化水素水37.9gを投入した。温度が58℃で安定した後、アクリル酸53.3gを水13.3gに溶解させた水溶液を3時間かけて滴下した。アクリル酸水溶液を滴下し始めると同時に、L−アスコルビン酸1.0g、2−メルカプトプロピオン酸1.9gを水161.6gに溶解させた水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続き58℃を維持し、重合反応を完結させた。重合反応中のpHは3を超えていた。そして、冷却後(pH=5.1、21.4℃)、30%NaOH水溶液でpH=6まで中和した。
得られた共重合体(C1)のGPCを測定したところ、モノマー(Mw=2289)相当分のピークを除いたポリマー分の質量平均分子量は34000、ポリマー分の含有割合は74.7%であった。結果を表1に示す。
得られた共重合体(C1)をセメント混和剤として用い、コンクリート試験を行った。結果を表2に示す。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、水339.9g、3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキシド50モル付加体(ポリエチレングリコールを6.7質量%含む)849.9gを仕込み(pH=7.2、28℃)、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で58℃に昇温した後、2%過酸化水素水41.2gを投入した。温度が58℃で安定した後、アクリル酸60.5gを水15.1gに溶解させた水溶液を3時間かけて滴下した。アクリル酸水溶液を滴下し始めると同時に、L−アスコルビン酸1.1g、2−メルカプトプロピオン酸2.9gを水159.2gに溶解させた水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続き58℃を維持し、重合反応を完結させた。重合反応中のpHは3を超えていた。そして、冷却後(pH=5.0、21.6℃)、30%NaOH水溶液でpH=6まで中和した。
得られた共重合体(C2)のGPCを測定したところ、モノマー(Mw=2289)相当分のピークを除いたポリマー分の質量平均分子量は33400、ポリマー分の含有割合は77.2%であった。結果を表1に示す。
得られた共重合体(C2)をセメント混和剤として用い、コンクリート試験を行った。結果を表2に示す。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、水343.1g、3−メチル−3−ブテン−1−オールのエチレンオキシド50モル付加体(ポリエチレングリコールを6.7質量%含む)829.7gを仕込み(pH=7.3、23℃)、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で58℃に昇温した後、2%過酸化水素水50.4gを投入した。温度が58℃で安定した後、アクリル酸80.6gを水20.1gに溶解させた水溶液を3時間かけて滴下した。アクリル酸水溶液を滴下し始めると同時に、L−アスコルビン酸1.3g、2−メルカプトプロピオン酸2.7gを水156.9gに溶解させた水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続き58℃を維持し、重合反応を完結させた。重合反応中のpHは3を超えていた。そして、冷却後(pH=4.95、26.0℃)、30%NaOH水溶液でpH=6まで中和した。
得られた共重合体(C3)のGPCを測定したところ、モノマー(Mw=2289)相当分のピークを除いたポリマー分の質量平均分子量は36000、ポリマー分の含有割合は81.9%であった。結果を表1に示す。
得られた共重合体(C3)をセメント混和剤として用い、コンクリート試験を行った。結果を表2に示す。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、水339.9g、2−メチル−2−プロペン−1−オールのエチレンオキシド50モル付加体849.9gを仕込み(pH=7.4、21℃)、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で58℃に昇温した後、2%過酸化水素水41.2gを投入した。温度が58℃で安定した後、アクリル酸60.5gを水15.1gに溶解させた水溶液を3時間かけて滴下した。アクリル酸水溶液を滴下し始めると同時に、L−アスコルビン酸1.1g、2−メルカプトプロピオン酸2.9gを水159.2gに溶解させた水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続き58℃を維持し、重合反応を完結させた。重合反応中のpHは3を超えていた。そして、冷却後(pH=4.95、21.6℃)、30%NaOH水溶液でpH=6まで中和した。
得られた共重合体(C4)のGPCを測定したところ、モノマー(Mw=2274)相当分のピークを除いたポリマー分の質量平均分子量は36200、ポリマー分の含有割合は76.4%であった。結果を表1に示す。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、水313.9g、アリルアルコールのエチレンオキシド50モル付加体(ポリエチレングリコールを5.0質量%含む)608.4g、アクリル酸1.1gを仕込み(pH=5.5、27℃)、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で58℃に昇温した後、2%過酸化水素水39.6gを投入した。温度が58℃で安定した後、アクリル酸62.5gを水24.8gに溶解させた水溶液を3時間かけて滴下した。アクリル酸水溶液を滴下し始めると同時に、L−アスコルビン酸1.0g、2−メルカプトプロピオン酸2.2gを水146.8gに溶解させた水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続き58℃を維持し、重合反応を完結させた。重合反応中のpHは3を超えていた。そして、冷却後(pH=5.0、20.1℃)、30%NaOH水溶液でpH=6まで中和した。
得られた共重合体(C5)のGPCを測定したところ、モノマー(Mw=2260)相当分のピークを除いたポリマー分の質量平均分子量は36000、ポリマー分の含有割合は64.5%であった。結果を表1に示す。
温度計、攪拌機、滴下装置、窒素導入管、還流冷却器を備えたガラス製反応容器に、水58.7g、2−メチル−2−プロペン−1−オールのエチレンオキシド150モル付加体234.8g、アクリル酸0.4gを仕込み(pH=5.5、27℃)、撹拌下に反応容器内を窒素置換し、窒素雰囲気下で58℃に昇温した後、2%過酸化水素水18.0gを投入した。温度が58℃で安定した後、アクリル酸12.3gを水7.2gに溶解させた水溶液を3時間かけて滴下した。アクリル酸水溶液を滴下し始めると同時に、L−アスコルビン酸0.9g、2−メルカプトプロピオン酸0.7gを水43.4gに溶解させた水溶液を3.5時間かけて滴下した。その後、1時間引き続き58℃を維持し、重合反応を完結させた。重合反応中のpHは3を超えていた。そして、冷却後(pH=5.0、21.6℃)、30%NaOH水溶液でpH=6まで中和した。
得られた共重合体(C6)のGPCを測定したところ、モノマー(Mw=6680)相当分のピークを除いたポリマー分の質量平均分子量は50670、ポリマー分の含有割合は80.9%であった。結果を表1に示す。
Claims (4)
- 一般式(1)で表される不飽和ポリアルキレングリコールエーテル系単量体(a)由来の構造単位(I)と一般式(2)で表される不飽和カルボン酸系単量体(b)由来の構造単位(II)とを含むポリカルボン酸系共重合体の製造方法であって、
該単量体(a)と該単量体(b)とを含む単量体成分の重合を、過酸化物と還元剤を重合開始剤として併用して、pH調整剤の存在下で重合中のpHを3以下に制御して行う、
ポリカルボン酸系共重合体の製造方法。
- 前記pH調整剤が、有機スルホン酸および/またはその塩である、請求項1に記載の製造方法。
- 前記過酸化物が過酸化水素であり、前記還元剤がL−アスコルビン酸である、請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記共重合体が、セメント混和剤用共重合体である、請求項1から3までのいずれかに記載の製造方法。
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