JP2010083996A - Manufacturing method for graft polymerization substance - Google Patents

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JP2010083996A JP2008254103A JP2008254103A JP2010083996A JP 2010083996 A JP2010083996 A JP 2010083996A JP 2008254103 A JP2008254103 A JP 2008254103A JP 2008254103 A JP2008254103 A JP 2008254103A JP 2010083996 A JP2010083996 A JP 2010083996A
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Yasuhiro Mugibayashi
裕弘 麦林
Yoshio Suzuki
義男 鈴木
Masao Tamada
正男 玉田
Noriaki Seko
典明 瀬古
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Kurita Water Industries Ltd
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Oriental Giken Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To smoothly progress graft polymerization and to recovery the produced graft polymerization substance by solid/liquid separation in manufacturing the graft polymerization substance by a pre-irradiation method. <P>SOLUTION: In the method, the graft polymerization substance is manufactured by graft-polymerizing a reactive monomer with a substrate comprising a water-soluble polysaccharide and/or its derivative. In the manufacturing method for the graft polymerization substance, the water-soluble polysaccharide and/or its derivative irradiated with radiation is reacted with the reactive monomer in a mixture solvent of a poor solvent of the water-soluble polysaccharide and/or its derivative and water. A 2 or more C alcohol such as ethanol is preferable as the poor solvent and a content of water in the mixture solvent is preferably 10 wt.%, particular preferably 2-5 wt.%. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明はグラフト重合物の製造方法に係り、特に放射線を照射した水溶性多糖類及び/又はその誘導体に反応性モノマーをグラフト重合させて、グラフト重合物を得る方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a graft polymer, and more particularly to a method for obtaining a graft polymer by graft polymerization of a reactive monomer to water-soluble polysaccharides and / or derivatives thereof irradiated with radiation.

ごみ焼却場より排出される飛灰、有害物質により汚染された土壌、産業廃棄物最終処分場で埋設処理される廃棄物、工場排水、工場や下水水処理場などから排出される悪臭ガスなどに含まれる有害物質の捕集材として、本出願人は先に、メチルセルロース等の生分解性水溶性基材に導入されたグラフト鎖に、有害物質捕捉能を有する官能基を結合させてなる有害物質捕集材を提案した(特許文献1)。この有害物質捕集材は、基材として生分解性水溶性基材を用いているため、環境への負荷が小さい。また、基材が水溶性であるため、排水、汚染土壌、臭気物質含有空気等に十分に拡散させることができ、有害物質の除去能力に優れたものになる。さらに、このように有害物質の除去能力が高いため、有害物質捕集材の使用量を削減することができ、環境への負荷をより一層低減することが可能であると共に、経済性にも優れる。   For fly ash discharged from waste incinerators, soil contaminated with hazardous substances, wastes buried in industrial waste final disposal sites, factory effluents, odorous gases emitted from factories and sewage treatment plants, etc. As a trapping material for harmful substances contained, the present applicant has previously made a harmful substance obtained by binding a functional group having a harmful substance capturing ability to a graft chain introduced into a biodegradable water-soluble substrate such as methylcellulose. A collection material was proposed (Patent Document 1). Since this harmful substance collection material uses a biodegradable water-soluble base material as a base material, the load on the environment is small. Further, since the base material is water-soluble, it can be sufficiently diffused into drainage, contaminated soil, odorous substance-containing air, etc., and has an excellent ability to remove harmful substances. Furthermore, because of its high ability to remove harmful substances, it is possible to reduce the amount of harmful substance collection material used, further reduce the burden on the environment, and be economical. .

この有害物質捕集材を製造するには、まず、生分解性水溶性基材に反応性モノマーをグラフト重合させてグラフト鎖を導入し、得られたグラフト重合物のグラフト鎖部分に有害物質捕捉能を有する官能基を反応させて製造される。   In order to produce this hazardous substance-trapping material, first, grafting a reactive monomer onto a biodegradable water-soluble substrate and introducing a graft chain, and capturing the harmful substance in the graft chain portion of the resulting graft polymer. It is produced by reacting a functional group having a function.

このグラフト重合物の製造に当って、特許文献1では、メチルセルロース等の基材に、放射線を照射してラジカルを生成させ、その後、この放射線照射基材を反応溶媒中で反応性モノマー(特許文献1の実施例ではメタクリル酸グリシジル)と反応させてグラフト重合物を得る。特許文献1には、この反応溶媒として、「典型的には、水、メタノール等のアルコール類、非プロトン性の極性溶媒であるジメチルスルホキシドやジメチルホルムアミド、エーテル類、又はそれらの混合液を使用することができる。」と記載されているが、特許文献1の実施例ではメタノールの単独溶媒が使用されている。
特開2008−105025号公報
In the production of this graft polymer, in Patent Document 1, a substrate such as methylcellulose is irradiated with radiation to generate radicals, and then the irradiated substrate is reacted with a reactive monomer (Patent Document). In one embodiment, it is reacted with glycidyl methacrylate) to obtain a graft polymer. In Patent Document 1, as the reaction solvent, “typically, water, alcohols such as methanol, aprotic polar solvents such as dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, ethers, or a mixture thereof are used. In the examples of Patent Document 1, a single solvent of methanol is used.
JP 2008-105025 A

本発明者らが、水溶性基材に放射線を照射した後、反応溶媒中で反応性モノマーをグラフト重合させてグラフト重合物を製造する方法(以下、この方法を「前照射法」と称す場合がある。)について検討した結果、次のことが判明した。   A method of producing a graft polymer by irradiating a water-soluble substrate with radiation and then grafting a reactive monomer in a reaction solvent (hereinafter referred to as “pre-irradiation method”). As a result of examination on the following, the following was found.

即ち、反応溶媒として水溶性基材の良溶媒であるメタノールや水を用いると、グラフト重合物はこれらの反応溶媒に溶解した状態で生成するため、これを固液分離により回収することができない。   That is, when methanol or water, which is a good solvent for a water-soluble substrate, is used as a reaction solvent, the graft polymer is generated in a state dissolved in these reaction solvents, and thus cannot be recovered by solid-liquid separation.

グラフト重合物のグラフト鎖に更に前述の有害物質捕捉能を有する官能基を結合させるためには、反応生成液中に生成したグラフト重合物を固液分離により反応溶媒と分離して一旦回収し、回収したグラフト重合物に対して、次工程で官能基を導入する反応を行うことが反応操作上有利であるが、上述の如く、メタノールや水といった水溶性基材の良溶媒を反応溶媒として用いた場合には、グラフト重合物を固液分離により回収することができない。   In order to further bind the above-mentioned functional group having the ability to trap harmful substances to the graft chain of the graft polymer, the graft polymer formed in the reaction product liquid is separated from the reaction solvent by solid-liquid separation and once recovered. Although it is advantageous in terms of reaction operation to carry out a reaction for introducing a functional group in the next step on the recovered graft polymer, as described above, a good solvent for a water-soluble substrate such as methanol or water is used as a reaction solvent. In such a case, the graft polymer cannot be recovered by solid-liquid separation.

一方、反応溶媒としてエタノール等の、水溶性基材の貧溶媒を用いると、前照射法でグラフト重合を進行させることができない。本発明者らの検討により、これは、水溶性基材に放射線を照射することにより生成したラジカルが、この水溶性基材に親和性のない貧溶媒中では反応活性を示さず、この結果、このラジカルに対して反応性モノマーがグラフト重合し得ないためと考えられた。   On the other hand, when a poor solvent of a water-soluble substrate such as ethanol is used as a reaction solvent, the graft polymerization cannot be advanced by the pre-irradiation method. According to the study of the present inventors, this is because the radical generated by irradiating the water-soluble substrate with radiation does not show a reaction activity in a poor solvent having no affinity for the water-soluble substrate. This is thought to be because the reactive monomer cannot graft polymerize with this radical.

本発明は上記従来の問題点を解決し、前照射法によるグラフト重合物の製造において、グラフト重合を円滑に進行させた上で、生成したグラフト重合物を固液分離により回収することができるグラフト重合物の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and in the production of a graft polymer by the pre-irradiation method, the graft polymer can be recovered by solid-liquid separation after the graft polymerization has proceeded smoothly. It aims at providing the manufacturing method of a polymer.

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、前照射法によるグラフト重合物の製造に当たり、反応溶媒として、エタノール等の貧溶媒と水との混合溶媒を用いることにより、上記課題を解決することができることを見出した。   As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have used the mixed solvent of a poor solvent such as ethanol and water as a reaction solvent in the production of the graft polymer by the pre-irradiation method. I found out that it can be solved.

本発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。   The present invention has been achieved on the basis of such findings, and the gist thereof is as follows.

[1] 水溶性多糖類及び/又はその誘導体よりなる基材に反応性モノマーをグラフト重合させてグラフト重合物を製造する方法において、放射線を照射した水溶性多糖類及び/又はその誘導体を、該水溶性多糖類及び/又はその誘導体の貧溶媒と水との混合溶媒中で、反応性モノマーと反応させることを特徴とするグラフト重合物の製造方法。 [1] In a method for producing a graft polymer by graft polymerization of a reactive monomer onto a substrate comprising a water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof, the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof irradiated with radiation, A method for producing a graft polymer, which comprises reacting with a reactive monomer in a mixed solvent of water and a poor solvent of a water-soluble polysaccharide and / or a derivative thereof.

[2] [1]において、前記貧溶媒が炭素数2以上のアルコールであることを特徴とするグラフト重合物の製造方法。 [2] The method for producing a graft polymer according to [1], wherein the poor solvent is an alcohol having 2 or more carbon atoms.

[3] [1]又は[2]において、前記混合溶媒中の水の含有量が10重量%以下であることを特徴とするグラフト重合物の製造方法。 [3] The method for producing a graft polymer according to [1] or [2], wherein the content of water in the mixed solvent is 10% by weight or less.

[4] [1]ないし[3]のいずれかにおいて、前記水溶性多糖類及び/又はその誘導体が、天然セルロース、合成セルロース、でんぷん、キトサン及びグルコースからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とするグラフト重合物の製造方法。 [4] In any one of [1] to [3], the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof is at least one selected from the group consisting of natural cellulose, synthetic cellulose, starch, chitosan, and glucose. A method for producing a graft polymer.

[5] [1]ないし[4]のいずれかにおいて、前記反応性モノマーがグリシジル系化合物であることを特徴とするグラフト重合物の製造方法。 [5] The method for producing a graft polymer according to any one of [1] to [4], wherein the reactive monomer is a glycidyl compound.

[6] [1]ないし[5]のいずれかにおいて、前記貧溶媒、水及び反応性モノマーをそれぞれ脱酸素処理して用いることを特徴とするグラフト重合物の製造方法。 [6] The method for producing a graft polymer according to any one of [1] to [5], wherein the poor solvent, water, and the reactive monomer are each subjected to deoxygenation treatment.

[7] [1]ないし[6]のいずれかにおいて、グラフト重合物を反応生成液から固液分離により回収することを特徴とするグラフト重合物の製造方法。 [7] The method for producing a graft polymer according to any one of [1] to [6], wherein the graft polymer is recovered from the reaction product solution by solid-liquid separation.

本発明によれば、放射線を照射した水溶性多糖類及び/又はその誘導体に反応性モノマーをグラフト重合させて、グラフト重合物を製造するに当たり、反応溶媒として、水溶性多糖類及び/又はその誘導体の貧溶媒と水との混合溶媒を用いることにより、グラフト重合を円滑に進行させた上で、反応生成液中のグラフト重合物を固液分離により容易に回収することが可能となる。   According to the present invention, a water-soluble polysaccharide and / or a derivative thereof is used as a reaction solvent when grafting a reactive monomer to a water-soluble polysaccharide and / or a derivative thereof irradiated with radiation to produce a graft polymer. By using a mixed solvent of the above poor solvent and water, it is possible to easily recover the graft polymer in the reaction product liquid by solid-liquid separation while allowing the graft polymerization to proceed smoothly.

即ち、反応溶媒中に、水を含むことから、放射線照射で水溶性多糖類及び/又はその誘導体上に生成したラジカルが、十分な反応活性を示すことにより、グラフト重合が円滑に進行し、また、水溶性多糖類及び/又はその誘導体の貧溶媒を含むことから、水溶性多糖類及び/又はその誘導体を基材とするグラフト重合物は、反応液中で固体として析出するため、これを濾過等により容易に固液分離して回収することができる。   That is, since the reaction solvent contains water, the radical generated on the water-soluble polysaccharide and / or its derivative by irradiation shows sufficient reaction activity, so that the graft polymerization proceeds smoothly. Since a poor solvent for the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof is contained, the graft polymer based on the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof precipitates as a solid in the reaction solution, and is filtered. Etc., and can be recovered by solid-liquid separation easily.

以下に本発明のグラフト重合物の製造方法の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the method for producing a graft polymer of the present invention will be described in detail.

本発明のグラフト重合物の製造方法は、放射線を照射した水溶性多糖類及び/又はその誘導体を、水溶性多糖類及び/又はその誘導体の貧溶媒と水との混合溶媒よりなる反応溶媒中で反応性モノマーと反応させてグラフト重合物を得るものである。   In the method for producing a graft polymer of the present invention, a water-soluble polysaccharide and / or its derivative irradiated with radiation is mixed with a poor solvent of the water-soluble polysaccharide and / or its derivative and water in a reaction solvent. A graft polymer is obtained by reacting with a reactive monomer.

<水溶性多糖類及び/又はその誘導体>
本発明において、グラフト重合物の基材となる水溶性多糖類及び/又はその誘導体としては、水溶性の多糖類ないしその誘導体であれば良く、特に制限はないが、例えば、天然セルロース類、合成セルロース類、水溶性のセルロース誘導体例えばメチルセルロース、エチルセルロース等のアルキルセルロース、でんぷん類、キトサン類、例えばキトサンの塩酸塩、酢酸塩などの水溶性塩、グルコース(ブドウ糖)など、好ましくはメチルセルロース等のアルキルセルロースのような水溶性のセルロース誘導体が挙げられる。これらは1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
<Water-soluble polysaccharide and / or its derivative>
In the present invention, the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof used as a base material for the graft polymer may be any water-soluble polysaccharide or derivative thereof, and is not particularly limited. Celluloses, water-soluble cellulose derivatives such as alkylcelluloses such as methylcellulose and ethylcellulose, starches and chitosans such as water-soluble salts such as chitosan hydrochloride and acetate, glucose (glucose), etc., preferably alkylcellulose such as methylcellulose Water-soluble cellulose derivatives such as These may be used alone or in combination of two or more.

<反応性モノマー>
水溶性多糖類及び/又はその誘導体にグラフト重合させる反応性モノマーとしては、放射線照射により水溶性多糖類及び/又はその誘導体上に生成したラジカルに対してグラフト重合可能なものであれば良く、特に制限はないが、各種薬剤等の用途に適用すべく、得られたグラフト重合物のグラフト鎖に更に有害物質捕捉能を有する官能基等を結合させるためには、当該官能基との反応性を有するものが好ましく、反応性官能基として、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アルデヒド基、アミノ基などをグラフト鎖に導入し得るもの、例えば、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート(GMA)、グリシジルアルコール、グリシジルエステル(例えば、グリシジルアルコールの脂肪酸エステル)、グリシジルエーテル等のグリシジル系化合物、その他アリルアミンなど、好ましくはGMA等のグリシジル系化合物が挙げられる。これらの反応性モノマーは1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。
<Reactive monomer>
The reactive monomer to be graft-polymerized to the water-soluble polysaccharide and / or its derivative is not particularly limited as long as it can be graft-polymerized to radicals generated on the water-soluble polysaccharide and / or its derivative by irradiation. Although there is no limitation, in order to bond a functional group having a toxic substance capturing ability to the graft chain of the obtained graft polymer in order to be used for various drugs, the reactivity with the functional group is required. Those having a hydroxyl group, carboxyl group, aldehyde group, amino group or the like as a reactive functional group can be introduced into the graft chain, such as glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate (GMA), glycidyl alcohol, glycidyl ester (for example, Glycidyl alcohol), glycidyl ether, etc. Le compounds, and other allylamine, preferably include glycidyl compounds such as GMA. These reactive monomers may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

<反応溶媒>
本発明において、反応溶媒としては、前述の水溶性多糖類及び/又はその誘導体の貧溶媒と水との混合溶媒を用いる。
<Reaction solvent>
In the present invention, as the reaction solvent, a mixed solvent of the above-mentioned water-soluble polysaccharide and / or a poor solvent of its derivative and water is used.

ここで、水溶性多糖類及び/又はその誘導体の貧溶媒とは、グラフト重合後にグラフト重合物が固体として存在し得る程度に、水溶性多糖類及び/又はその誘導体に対する溶解性の低いものであれば良く、例えば、エタノール、プロパノール等の炭素数2以上のアルコール、ジメチルスルホキシド等が挙げられる。これらの貧溶媒は、1種を単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。   Here, the poor solvent for the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof is one having low solubility in the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof to such an extent that the graft polymer can exist as a solid after graft polymerization. Examples thereof include alcohols having 2 or more carbon atoms such as ethanol and propanol, and dimethyl sulfoxide. These poor solvents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

反応溶媒中の水の含有量は、少な過ぎると水を用いたことによるグラフト重合の促進効果が得られず、多過ぎると得られるグラフト重合物が反応溶媒中に溶解し易くなり、固液分離による回収ができないか、或いは回収率が低下することとなる。従って、反応溶媒中の水の含有量は、用いる貧溶媒の種類によっても異なるが、10重量%以下、例えば、1〜10重量%、中でも2〜5重量%とすることが好ましい。   If the content of water in the reaction solvent is too small, the effect of promoting graft polymerization due to the use of water will not be obtained, and if it is too large, the resulting graft polymer will be easily dissolved in the reaction solvent, resulting in solid-liquid separation. It is impossible to collect by the above or the collection rate is lowered. Accordingly, the content of water in the reaction solvent varies depending on the type of poor solvent used, but is preferably 10% by weight or less, for example, 1 to 10% by weight, and more preferably 2 to 5% by weight.

<脱酸素処理>
本発明に係るグラフト重合は、反応系に酸素が存在すると放射線照射で水溶性多糖類及び/又はその誘導体上に生成したラジカルが酸素により失活し、グラフト重合が阻害される。
<Deoxygenation treatment>
In the graft polymerization according to the present invention, when oxygen is present in the reaction system, radicals generated on the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof upon irradiation are deactivated by oxygen, and the graft polymerization is inhibited.

従って、反応に供する反応溶媒や反応性モノマーは、予め窒素ガス通気等により脱酸素処理を行って、溶存酸素を十分に除去しておくことが好ましい。   Therefore, it is preferable that the reaction solvent and the reactive monomer to be subjected to the reaction are preliminarily deoxygenated by nitrogen gas ventilation or the like to sufficiently remove dissolved oxygen.

この脱酸素処理において、貧溶媒と水との混合後の混合溶媒や、この混合溶媒に更に反応性モノマーを混合した混合液に対して窒素ガス通気(以下「窒素曝気」と称す場合がある。)を行うと、溶媒の気散で混合比率が変化して目的とするグラフト重合を行えなくなるため、貧溶媒、水及び反応性モノマーは各々別々に予め脱酸素処理した後、反応に供することが好ましい。   In this deoxygenation treatment, nitrogen gas aeration (hereinafter referred to as “nitrogen aeration”) may be applied to the mixed solvent after mixing the poor solvent and water, or to the mixed liquid obtained by further mixing the reactive monomer in the mixed solvent. ), The mixing ratio changes due to the evaporation of the solvent and the intended graft polymerization cannot be performed. Therefore, the poor solvent, water and the reactive monomer can be separately subjected to deoxygenation separately before being subjected to the reaction. preferable.

この脱酸素処理としては、窒素曝気の他、ヘリウムガス、アルゴンガス等の他の不活性ガスの通気、真空ポンプ等による吸引による減圧脱気等を行うことができるが、特に経済的であることにより、窒素曝気が好ましい。   As this deoxygenation treatment, in addition to nitrogen aeration, other inert gases such as helium gas and argon gas can be ventilated, vacuum degassing by suction using a vacuum pump, etc., but it is particularly economical. Therefore, nitrogen aeration is preferable.

<放射線>
本発明において、放射線としては電子線やγ線を用いることができる。
<Radiation>
In the present invention, an electron beam or γ-ray can be used as the radiation.

<使用割合>
本発明において、水溶性多糖類及び/又はその誘導体、混合溶媒、反応性モノマーの使用割合は特に制限はないが、次のような範囲とすることが好ましい。
<Use ratio>
In the present invention, the use ratio of the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof, the mixed solvent, and the reactive monomer is not particularly limited, but the following ranges are preferable.

反応性モノマーの使用量は、目的とするグラフト重合率に応じて適宜調整されるが、少な過ぎると、得られるグラフト重合物の用途において、グラフト鎖導入の機能を十分に得ることができないおそれなるため、用いる水溶性多糖類及び/又はその誘導体に対して1重量倍以上、特に5重量倍以上とすることが好ましい。ただし、反応性モノマーの使用量が多過ぎると反応に関与しない反応性モノマー量が多量に残留し経済的に不利であるため、水溶性多糖類及び/又はその誘導体に対して20重量倍以下、特に10重量倍以下とすることが好ましい。本発明では、水溶性多糖類及び/又はその誘導体に対して、反応性モノマーをこのような割合で用いて、グラフト率10〜90%、特に40〜60%のグラフト重合物を得ることが好ましい。ここで、グラフト率とは、水溶性多糖類及び/又はその誘導体に対する反応性モノマーのグラフト重合割合であり、理論的には[{(生成したグラフト重合物の重量)−(用いた水溶性多糖類及び/又はその誘導体の重量)}/(用いた水溶性多糖類及び/又はその誘導体の重量)]×100で算出される。   The amount of the reactive monomer used is appropriately adjusted according to the target graft polymerization rate. However, if the amount is too small, the function of graft chain introduction may not be sufficiently obtained in the use of the obtained graft polymer. For this reason, it is preferable that the amount of water-soluble polysaccharide and / or its derivative used is 1 or more times, particularly 5 or more times. However, if the amount of the reactive monomer used is too large, the amount of reactive monomer that does not participate in the reaction remains large, which is economically disadvantageous, so that it is 20 weight times or less with respect to the water-soluble polysaccharide and / or its derivative, In particular, it is preferably 10 times by weight or less. In the present invention, it is preferable to obtain a graft polymer having a graft ratio of 10 to 90%, particularly 40 to 60% by using a reactive monomer in such a ratio with respect to the water-soluble polysaccharide and / or its derivative. . Here, the graft ratio is the graft polymerization ratio of the reactive monomer to the water-soluble polysaccharide and / or its derivative, and theoretically [{(weight of the generated graft polymer) − (water-soluble Weight of saccharide and / or derivative thereof)} / (weight of water-soluble polysaccharide and / or derivative used)] × 100.

反応溶媒である水溶性多糖類及び/又はその誘導体の貧溶媒と水との混合溶媒の使用量は、少な過ぎるとグラフト重合が円滑に進行し得ず、多過ぎると反応系の容量が大きくなり、不経済であることから、混合溶媒と反応性モノマーとの混合液中の反応性モノマーの濃度が5〜30重量%、特に10〜20重量%となるような量とすることが好ましい。   If the amount of the mixed solvent of the poor solvent of water-soluble polysaccharide and / or its derivative, which is a reaction solvent, and water is too small, graft polymerization cannot proceed smoothly, and if it is too large, the capacity of the reaction system increases. Since it is uneconomical, it is preferable that the concentration of the reactive monomer in the mixed solution of the mixed solvent and the reactive monomer is 5 to 30% by weight, particularly 10 to 20% by weight.

<反応操作、反応条件>
本発明において、グラフト重合反応の操作は、例えば、次のようにして実施される。
<Reaction operation, reaction conditions>
In the present invention, the graft polymerization reaction is performed, for example, as follows.

まず、水溶性多糖類及び/又はその誘導体に放射線を照射して、水溶性多糖類及び/又はその誘導体上にラジカルを生成させる。水溶性多糖類及び/又はその誘導体への放射線照射は、真空(減圧)雰囲気下、又は、窒素等の不溶性ガス雰囲気下、室温又はドライアイスなどによる冷却下で実施される。照射線量は水溶性多糖類及び/又はその誘導体にラジカルを生成させるのに充分な線量であることを条件に適宜決定することができるが、典型的には10〜200kGyである。   First, the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof is irradiated with radiation to generate radicals on the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof. Irradiation of the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof is carried out in a vacuum (reduced pressure) atmosphere, or in an insoluble gas atmosphere such as nitrogen, at room temperature or cooled with dry ice. The irradiation dose can be appropriately determined on condition that the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof is a sufficient dose to generate radicals, but is typically 10 to 200 kGy.

別に、反応に用いる水溶性多糖類及び/又はその誘導体の貧溶媒、水及び反応性モノマーを、それぞれ別々に窒素曝気するなどして脱酸素処理する。   Separately, the poor solvent, water and reactive monomer of the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof used in the reaction are deoxygenated by, for example, nitrogen aeration separately.

脱酸素処理した貧溶媒、水及び反応性モノマーを、放射線照射した水溶性多糖類及び/又はその誘導体と混合する直前に混合し、混合液中に放射線照射した水溶性多糖類及び/又はその誘導体を投入し、加熱して反応させる。   The water-soluble polysaccharide and / or its derivative irradiated with the poor solvent, water, and the reactive monomer which were subjected to deoxygenation treatment were mixed immediately before mixing with the water-soluble polysaccharide and / or its derivative irradiated with radiation. And heat to react.

加熱温度は、反応性モノマーの反応性に依存するが、典型的には40〜70℃であり、好ましくは40〜50℃である。反応時間は30分〜24時間であるが、反応温度と必要とされるグラフト率とに依存して決定することができる。反応温度及び反応時間とともに反応率を決定する因子であり、同様に適宜決定することができる。   The heating temperature depends on the reactivity of the reactive monomer, but is typically 40 to 70 ° C, preferably 40 to 50 ° C. The reaction time is 30 minutes to 24 hours, but can be determined depending on the reaction temperature and the required graft rate. It is a factor which determines a reaction rate with reaction temperature and reaction time, and can be suitably determined similarly.

反応後は、グラフト重合物を濾過等により固液分離して回収し、減圧乾燥等により乾燥することにより、目的のグラフト重合物を得ることができる。   After the reaction, the graft polymer is recovered by solid-liquid separation by filtration or the like, and dried by vacuum drying or the like to obtain the target graft polymer.

なお、水溶性多糖類及び/又はその誘導体に放射線照射した後、この水溶性多糖類及び/又はその誘導体を、反応性モノマーを混合溶媒に混合した混合液に投入してグラフト重合を行うまでの時間は、ラジカルが消失するため、過度に長くない方が良い。即ち、放射線照射後の水溶性多糖類及び/又はその誘導体をグラフト重合に供するまでの時間が長いとグラフト率が低下する。従って、水溶性多糖類及び/又はその誘導体は、放射線照射後、24時間以内にグラフト重合に供することが好ましい。   In addition, after irradiating water-soluble polysaccharide and / or its derivative with radiation, this water-soluble polysaccharide and / or its derivative is charged into a mixed solution in which a reactive monomer is mixed in a mixed solvent until graft polymerization is performed. The time should not be too long because the radicals disappear. That is, if the time until the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof after irradiation is subjected to graft polymerization is long, the graft ratio decreases. Accordingly, the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof is preferably subjected to graft polymerization within 24 hours after irradiation.

<用途>
本発明の方法により製造されるグラフト重合物は、前述の特許文献1に記載される有害物質捕集材の中間体として有用であり、このグラフト重合物のグラフト鎖に更に、有害物質捕捉能を有する官能基を反応させて、各種用途に有用な有害物質捕集材を製造することができる。
<Application>
The graft polymer produced by the method of the present invention is useful as an intermediate for the harmful substance-collecting material described in Patent Document 1 described above. Further, the graft chain of this graft polymer has a harmful substance-trapping ability. It is possible to produce a harmful substance trapping material useful for various applications by reacting the functional group.

この場合、有害物質捕捉能を有する官能基としては、廃水、汚染土壌、臭気含有空気などの処理対象中に含まれる有害物質を効率的に捕捉することができる官能基が選択される。例えば、以下の表1に示す官能基の1種又は2種以上が選択される。   In this case, a functional group capable of efficiently capturing harmful substances contained in a treatment target such as waste water, contaminated soil, and odor-containing air is selected as the functional group having the ability to capture harmful substances. For example, one or more functional groups shown in Table 1 below are selected.

Figure 2010083996
Figure 2010083996

これらの官能基をグラフト鎖に導入するには、例えば、目的の官能基を含む塩などの水溶液やイソプロピルアルコール(IPA)の溶解液にグラフト重合物を浸漬し、必要に応じて加熱すればよい。   In order to introduce these functional groups into the graft chain, for example, the graft polymer may be immersed in an aqueous solution such as a salt containing the target functional group or a solution of isopropyl alcohol (IPA) and heated as necessary. .

以下に実施例、比較例及び参考例を挙げて本発明をより具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, Comparative Examples and Reference Examples.

なお、以下において、メチルセルロースとしては信越化学工業(株)社製「SM25乾燥品」を用い、また、GMAとしては東京化成工業(株)製試薬特級を、エタノールとしては和光純薬工業(株)製試薬特級を用いた。   In the following, “SM25 dry product” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. is used as methylcellulose, reagent grades manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. are used as GMA, and Wako Pure Chemical Industries, Ltd. is used as ethanol. A reagent grade was used.

また、反応成績は、反応生成液を濾過して得られた固形分を乾燥した後重量(回収量)を測定し、反応に供したメチルセルロースの重量(供試量)とから、以下式により回収率を算出し、この回収率の値で比較した。ここで、グラフト重合が円滑に進行し、また生成したグラフト重合物を濾過で分離可能な場合、供試量は、生成したグラフト重合物の基材量とみなすことができ、また、回収量に生成したグラフト重合物量とみなすことができることから、回収率はグラフト率にほぼ等しいと言える。
回収率(%)={(回収量−供試量)/供試量}×100
In addition, the reaction results are obtained by drying the solid content obtained by filtering the reaction product solution, measuring the weight (recovered amount), and recovering from the weight of the methyl cellulose subjected to the reaction (test amount) by the following formula: The rate was calculated and compared with this recovery value. Here, when the graft polymerization proceeds smoothly and the produced graft polymer can be separated by filtration, the test amount can be regarded as the amount of the base material of the produced graft polymer, and the recovered amount Since it can be regarded as the amount of the graft polymer produced, it can be said that the recovery rate is almost equal to the graft rate.
Recovery rate (%) = {(recovered amount−test amount) / test amount} × 100

[実施例1,2、比較例1]
メチルセルロース2gに、窒素置換条件下、電子線を60kGy照射してラジカルを生成させた。
この電子線照射メチルセルロースを、電子線照射後24時間以内に、GMA、エタノール、及び純水を表2に示す割合で混合して得られた混合液(ただし、比較例1では、水を使用せず)100gに添加して真空条件下、50℃で表2に示す時間加温した。なお、用いたGMA、エタノール及び水は、各々、予め2時間以上の窒素曝気により脱酸素処理したものである。
[Examples 1 and 2 and Comparative Example 1]
Radicals were generated by irradiating 2 g of methylcellulose with 60 kGy of electron beam under nitrogen substitution conditions.
A liquid mixture obtained by mixing GMA, ethanol, and pure water in the proportions shown in Table 2 within 24 hours after electron beam irradiation (in Comparative Example 1, use water). 1) It was added to 100 g and heated at 50 ° C. for the time shown in Table 2 under vacuum conditions. The GMA, ethanol and water used were each deoxygenated in advance by nitrogen aeration for 2 hours or more.

反応後、反応生成物をガラス繊維濾紙で濾過して回収し、減圧乾燥して生成物(グラフト重合物)の重量を計測し、回収率を算出して結果を表2に示した。   After the reaction, the reaction product was collected by filtration through glass fiber filter paper, dried under reduced pressure, the weight of the product (grafted polymer) was measured, the recovery rate was calculated, and the results are shown in Table 2.

Figure 2010083996
Figure 2010083996

表2より、エタノールと水との混合溶媒を用いることにより、グラフト重合を進行させると共に、生成したグラフト重合物を固液分離により回収することができることが分かる。
なお、比較例1では、水を用いていないことによるメチルセルロースの一部溶解及びテクニカルロスで、固液分離回収ができなかったことにより、回収率がマイナスとなっている。
From Table 2, it can be seen that by using a mixed solvent of ethanol and water, the graft polymerization can proceed and the produced graft polymer can be recovered by solid-liquid separation.
In Comparative Example 1, the recovery rate is negative because solid-liquid separation and recovery could not be performed due to partial dissolution of methylcellulose and technical loss due to the absence of water.

[実施例3〜6、参考例1]
実施例1において、メチルセルロースへの電子線照射量を100kGyとし、また、GMA、エタノール及び純水の混合割合を表3に示す割合としたこと以外は同様にして反応を行い、同様に回収率を調べ、結果を表3に示した。
[Examples 3 to 6, Reference Example 1]
In Example 1, the reaction was carried out in the same manner except that the electron beam irradiation amount to methylcellulose was 100 kGy, and the mixing ratio of GMA, ethanol and pure water was the ratio shown in Table 3, and the recovery rate was similarly set. The results are shown in Table 3.

Figure 2010083996
Figure 2010083996

表3より、水をエタノールと水との合計に対して10重量%以下用いることにより、グラフト重合物を固液分離により回収することができることが分かる。   From Table 3, it can be seen that the graft polymer can be recovered by solid-liquid separation by using 10 wt% or less of water with respect to the total of ethanol and water.

[参考例2〜6]
実施例1において、メチルセルロースへの電子線照射量を100kGyとし、また、GMA、エタノール及び純水の窒素曝気による脱酸素処理を、GMA、エタノール及び純水の混合液に対して表4に示す時間行い、加温時間を表4に示す時間としたこと以外は同様にして反応を行い、同様に回収率を調べ、結果を表4に示した。
[Reference Examples 2 to 6]
In Example 1, the amount of electron beam irradiation to methylcellulose was 100 kGy, and the deoxygenation treatment by nitrogen aeration of GMA, ethanol, and pure water was performed for the time shown in Table 4 with respect to the mixture of GMA, ethanol, and pure water The reaction was carried out in the same manner except that the heating time was changed to the time shown in Table 4, the recovery rate was examined in the same manner, and the results are shown in Table 4.

Figure 2010083996
Figure 2010083996

表4より、GMA、エタノール及び水を混合した後窒素曝気を行うと、エタノールと水との混合比がずれることにより、反応結果が安定しないことが分かる。   From Table 4, it can be seen that when GMA, ethanol and water are mixed and then nitrogen aeration is performed, the mixing result of ethanol and water shifts and the reaction result is not stable.

Claims (7)

水溶性多糖類及び/又はその誘導体よりなる基材に反応性モノマーをグラフト重合させてグラフト重合物を製造する方法において、
放射線を照射した水溶性多糖類及び/又はその誘導体を、該水溶性多糖類及び/又はその誘導体の貧溶媒と水との混合溶媒中で、反応性モノマーと反応させることを特徴とするグラフト重合物の製造方法。
In a method for producing a graft polymer by graft polymerization of a reactive monomer to a substrate comprising a water-soluble polysaccharide and / or a derivative thereof,
Graft polymerization characterized by reacting a water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof irradiated with radiation with a reactive monomer in a mixed solvent of a poor solvent of the water-soluble polysaccharide and / or derivative and water. Manufacturing method.
請求項1において、前記貧溶媒が炭素数2以上のアルコールであることを特徴とするグラフト重合物の製造方法。   The method for producing a graft polymer according to claim 1, wherein the poor solvent is an alcohol having 2 or more carbon atoms. 請求項1又は2において、前記混合溶媒中の水の含有量が10重量%以下であることを特徴とするグラフト重合物の製造方法。   3. The method for producing a graft polymer according to claim 1, wherein the water content in the mixed solvent is 10% by weight or less. 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記水溶性多糖類及び/又はその誘導体が、天然セルロース、合成セルロース、でんぷん、キトサン及びグルコースからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とするグラフト重合物の製造方法。   The water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof according to any one of claims 1 to 3, wherein the water-soluble polysaccharide and / or derivative thereof is at least one selected from the group consisting of natural cellulose, synthetic cellulose, starch, chitosan, and glucose. A method for producing a graft polymer. 請求項1ないし4のいずれか1項において、前記反応性モノマーがグリシジル系化合物であることを特徴とするグラフト重合物の製造方法。   The method for producing a graft polymer according to any one of claims 1 to 4, wherein the reactive monomer is a glycidyl compound. 請求項1ないし5のいずれか1項において、前記貧溶媒、水及び反応性モノマーをそれぞれ脱酸素処理して用いることを特徴とするグラフト重合物の製造方法。   The method for producing a graft polymer according to any one of claims 1 to 5, wherein the poor solvent, water, and a reactive monomer are used after being deoxygenated. 請求項1ないし6のいずれか1項において、グラフト重合物を反応生成液から固液分離により回収することを特徴とするグラフト重合物の製造方法。   The method for producing a graft polymer according to any one of claims 1 to 6, wherein the graft polymer is recovered from the reaction product solution by solid-liquid separation.
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