JP2015030731A - Ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer, production method thereof and semimetal adsorption - Google Patents

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拓未 高山
Takumi Takayama
拓未 高山
圭介 森川
Keisuke Morikawa
圭介 森川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer excellent in adsorptivity of semimetals, e.g. boron, its production method and a semimetal adsorbent using it.SOLUTION: An ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer consists of a base material component composed of an ethylene-vinyl alcohol-based copolymer and a graft chain which is introduced into the base material component and has an N-methylglucamine. The graft copolymer is obtained by a production method including a step of preparing the ethylene vinyl alcohol-based copolymer and a step of introducing the graft chain having the N-methylglucamine group into the copolymer to obtain the graft copolymer introduced with the graft chain having the N-methylglucamine group. The graft copolymer is useful as a semimetal adsorbent for boron, etc.

Description

本発明は、N−メチルグルカミン基を有するグラフト鎖が導入されたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体及びその製造方法、ならびにこのエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を用いた半金属吸着材に関する。   The present invention relates to an ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer into which a graft chain having an N-methylglucamine group is introduced, a method for producing the same, and a semimetal adsorbent using the ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer About.

ホウ素、ヒ素、ゲルマニウムなどの半金属化合物は、温泉、海水、工場廃水、鉱山廃水等に含まれている場合がある。例えばホウ素化合物は、様々な工業製品、例えば医薬品、化粧品、石鹸、電気メッキ、ガラス等の用途に使用されており、これらの用途に用いられるホウ素化合物を製造する段階だけでなく、ホウ素化合物を使用する段階、さらには使用済みのホウ素化合物を含む製品を焼却などして廃棄する段階や、各種発電所の排水、排煙脱硫排水にもホウ素含有排水が発生する。   Metalloid compounds such as boron, arsenic, and germanium may be contained in hot springs, seawater, factory wastewater, mine wastewater, and the like. For example, boron compounds are used in various industrial products such as pharmaceuticals, cosmetics, soaps, electroplating, glass, etc., and not only the stage for producing boron compounds used in these applications but also boron compounds are used. In addition, boron-containing wastewater is also generated in the stage of incineration and disposal of products containing used boron compounds, as well as in wastewater from various power plants and flue gas desulfurization wastewater.

ホウ素が人体に与える影響は明確ではないが、高濃度溶液の接種による嘔吐や腹痛、神経毒性や成長阻害が認められている。   The effect of boron on the human body is not clear, but vomiting and abdominal pain, neurotoxicity and growth inhibition due to inoculation of high-concentration solutions have been observed.

このような背景から、2001年から水質汚濁防止法により、ホウ素およびその化合物の海域以外への排水基準が10mg/Lに設定されている。しかしながら、有効かつ安価な処理技術がないため、暫定基準となっている状況にあり、ホウ素含有水処理の技術改良が求められている。   From such a background, since 2001, according to the Water Pollution Control Law, the drainage standard for boron and its compounds outside the sea has been set to 10 mg / L. However, since there is no effective and inexpensive treatment technique, it is in a situation that is a provisional standard, and technical improvement of boron-containing water treatment is required.

これらホウ素などの半金属を含む水の既存処理技術としては、凝集沈殿法や、膜による分離、電気的分離、半金属吸着材を用いる方法などが提案されている。なかでも、半金属吸着材を用いて半金属を吸着して回収する方法は、ホウ素などの半金属が、複数の水酸基含有化合物と錯形成するという性質を利用したものである。   As existing treatment technologies for water containing metalloids such as boron, a coagulation precipitation method, membrane separation, electrical separation, a method using a metalloid adsorbent, and the like have been proposed. In particular, the method of adsorbing and recovering a semimetal using a semimetal adsorbent utilizes the property that a semimetal such as boron forms a complex with a plurality of hydroxyl group-containing compounds.

半金属イオン吸着材は、一般的にホウ素やヒ素が複数の水酸基を含有する化合物と錯体を形成する性質を利用したものであり、水酸基を含む官能基を不溶性の高分子に導入した樹脂として、例えば特許文献1では、電子線照射により架橋処理したポリオールキチン・キトサン誘導体を原料としたホウ素吸着材が開示されている。   Metalloid ion adsorbents are materials that use a property that boron or arsenic generally forms a complex with a compound containing a plurality of hydroxyl groups. As a resin in which a functional group containing a hydroxyl group is introduced into an insoluble polymer, For example, Patent Document 1 discloses a boron adsorbent using a polyol chitin / chitosan derivative crosslinked by electron beam irradiation as a raw material.

また、半金属吸着量を増加させる手段として、グラフト重合技術を用いて官能基導入量を増加させる技術が知られている。例えば特許文献2では、親水性の高い粒子状の結晶性セルロース系基材に、電子線照射グラフト重合によって導入されたグラフト鎖にキレート形成基を導入することが開示されている。   As a means for increasing the amount of metalloid adsorption, a technique for increasing the amount of functional group introduction using a graft polymerization technique is known. For example, Patent Document 2 discloses that a chelate-forming group is introduced into a graft chain introduced by electron beam irradiation graft polymerization into a highly crystalline particulate crystalline cellulose base material.

さらに、グラフト鎖の量を多く、吸着容量を増加させるため、特許文献3には、高分子粒子に放射線を照射することによりラジカル重合開始剤を作製することによって、核となる基材を存在させずに吸着性ポリマーを製造する方法が開示されている。   Furthermore, in order to increase the amount of graft chains and increase the adsorption capacity, Patent Document 3 discloses that a base material serving as a nucleus is present by preparing a radical polymerization initiator by irradiating polymer particles with radiation. A method for producing an adsorptive polymer is disclosed.

特開2008−104956号公報JP 2008-104956 A 特開2009−013204号公報JP 2009-013204 A 特開2013−006942号公報JP 2013-006942 A

しかしながら、特許文献1に開示されているポリオールキチン・キトサン誘導体を原料とした吸着材では、官能基量が少なく、ホウ素の吸着量が小さいという欠点があった。   However, the adsorbent made from the polyol chitin / chitosan derivative disclosed in Patent Document 1 has a drawback that the amount of functional groups is small and the amount of boron adsorbed is small.

また、特許文献2に開示されている結晶性セルロースは、グラフト重合による官能基導入を実施しているが、基材としてセルロースを用いているため、電子線照射にて発生したラジカルの安定性が低く、グラフト体のグラフト率が変動しやすいため、性能にバラツキが発生しやすいという懸念があった。さらに、そもそも粒子状の結晶性セルロース自体は高価であるため、実使用に制約を有していた。   Moreover, although the crystalline cellulose currently disclosed by patent document 2 has implemented the functional group introduction by graft polymerization, since the cellulose is used as a base material, the stability of the radical generate | occur | produced by the electron beam irradiation is carried out. Since the graft ratio of the graft body is low and tends to fluctuate, there is a concern that the performance is likely to vary. Furthermore, since the crystalline crystalline cellulose itself is expensive, there are restrictions on actual use.

さらに、特許文献3では、極小粒子に対して放射線を当てることにより、その粒子を直接ラジカル重合開始剤へと変化させて使用しているが、このような場合、非常に不安定な状態のラジカル重合開始剤を使用することになるため、反応の安定性が低いだけでなく、得られる吸着性ポリマーの形状を制御できない。さらに得られたラジカル重合体に最早基材成分が存在していないため、基材成分の特徴を生かすことができない。   Further, in Patent Document 3, the particles are used by changing the particles directly into radical polymerization initiators by irradiating the very small particles with radiation. In such a case, the radicals in a very unstable state are used. Since a polymerization initiator is used, not only the stability of the reaction is low, but also the shape of the resulting adsorptive polymer cannot be controlled. Furthermore, since the base material component no longer exists in the obtained radical polymer, the characteristics of the base material component cannot be utilized.

従って、本発明の目的は、基材成分としてエチレン−ビニルアルコール系共重合体を有するとともに、この基材成分に対してN−メチルグルカミン基が導入され、半金属に対する良好な吸着性を有するグラフト共重合体を提供することである。
本発明の別の目的は、電離放射線を用いたグラフト共重合技術を用い、大気中室温条件下であっても、簡便にグラフト鎖を導入するグラフト共重合体の製造方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、該グラフト共重合体を用いた半金属の吸着材を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to have an ethylene-vinyl alcohol copolymer as a base material component, and an N-methylglucamine group is introduced into this base material component and has a good adsorptivity to a metalloid. It is to provide a graft copolymer.
Another object of the present invention is to provide a method for producing a graft copolymer in which graft chains are simply introduced even under room temperature conditions in the atmosphere using a graft copolymerization technique using ionizing radiation. .
Still another object of the present invention is to provide a semi-metal adsorbent using the graft copolymer.

本発明の発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、(i)エチレン−ビニルアルコール系共重合体を基材成分とし、N−メチルグルカミン基を有するグラフト鎖を導入する場合、(ii)驚くべきことに、エチレン−ビニルアルコール系共重合体は他のポリマー(例えば、ポリエチレンやセルロース)と比べて簡便にグラフト鎖を導入でき、高い官能基導入量を達成したグラフト共重合体を得ることができ、得られたグラフト共重合体は高い半金属の吸着性能を有することを見出した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have introduced (i) a graft chain having an N-methylglucamine group using an ethylene-vinyl alcohol copolymer as a base component. (Ii) Surprisingly, the ethylene-vinyl alcohol copolymer can introduce a graft chain more easily than other polymers (for example, polyethylene and cellulose), and achieves a high functional group introduction amount. It was found that a polymer can be obtained and the obtained graft copolymer has a high metalloid adsorption performance.

また、(iii)基材成分であるエチレン−ビニルアルコール系共重合体の形状を所定の形状に制御することにより、(iv)得られるグラフト共重合体の吸着性能をさらに向上できること、(v)得られたグラフト共重合体の取扱い性やその濾過性能などについても向上できることについても見出し、本発明を完成した。   In addition, (iii) by controlling the shape of the ethylene-vinyl alcohol copolymer as a base material component to a predetermined shape, (iv) the adsorption performance of the resulting graft copolymer can be further improved, (v) The present inventors have also found out that the handleability of the obtained graft copolymer and its filtration performance can be improved, thereby completing the present invention.

すなわち、本発明の第1の構成は、エチレン−ビニルアルコール系共重合体で構成された基材成分と、
この基材成分に対して導入されているN−メチルグルカミン基を有するグラフト鎖とで構成されたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体である。
That is, the first configuration of the present invention is a base component composed of an ethylene-vinyl alcohol copolymer,
This is an ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer composed of a graft chain having an N-methylglucamine group introduced to the base material component.

前記グラフト共重合体において、N−メチルグルカミン基の導入量は0.7mmol/g以上であってもよい。   In the graft copolymer, the amount of N-methylglucamine groups introduced may be 0.7 mmol / g or more.

また、前記グラフト共重合体は、多孔質体であるのが好ましい。例えば、多孔質体の表面に形成された細孔の長径は、0.01μm〜20μmであってもよい。   The graft copolymer is preferably a porous body. For example, the major axis of the pores formed on the surface of the porous body may be 0.01 μm to 20 μm.

また、前記グラフト共重合体は、粒子径が30μm〜5000μmの粒子状であってもよい。   The graft copolymer may be in the form of particles having a particle size of 30 μm to 5000 μm.

本発明の第2の構成は、エチレン−ビニルアルコール系共重合体を準備する工程(工程A)と、前記エチレン−ビニルアルコール系共重合体に対して、メチルグルカミン基を有するグラフト鎖を導入することにより、メチルグルカミン基を有するグラフト鎖が導入されたグラフト共重合体を得る工程(工程B)と、を備える、エチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体の製造方法である。   The second configuration of the present invention is a step of preparing an ethylene-vinyl alcohol copolymer (step A), and a graft chain having a methylglucamine group is introduced into the ethylene-vinyl alcohol copolymer. And a step of obtaining a graft copolymer into which a graft chain having a methylglucamine group has been introduced (step B). A method for producing an ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer.

前記工程Aで準備するエチレン−ビニルアルコール系共重合体は、多孔質体であってもよい。また、工程Aは、エチレン−ビニルアルコール系共重合体と水溶性ポリマー(例えば、ポリビニルアルコール)とを溶融混合し、混合された溶融物を冷却固化させることにより、エチレン−ビニルアルコール系共重合体と水溶性ポリマーとを含む複合体を得る工程と、前記複合体から水溶性ポリマーを抽出し、多孔質体を得る工程と、を備えるのが好ましい。   The ethylene-vinyl alcohol copolymer prepared in the step A may be a porous body. In step A, an ethylene-vinyl alcohol copolymer and a water-soluble polymer (for example, polyvinyl alcohol) are melt-mixed, and the mixed melt is cooled and solidified, whereby an ethylene-vinyl alcohol-based copolymer is obtained. Preferably, the method includes a step of obtaining a complex containing a water-soluble polymer and a step of extracting a water-soluble polymer from the complex to obtain a porous body.

前記工程Bでは、電離放射線を用いてグラフト鎖を導入してもよい。この場合、電離放射線を照射後、室温の空気中に照射物を所定時間(例えば、10分以上2時間以内)放置することができる。   In the step B, a graft chain may be introduced using ionizing radiation. In this case, after irradiation with ionizing radiation, the irradiated object can be left in air at room temperature for a predetermined time (for example, not less than 10 minutes and not more than 2 hours).

本発明の第3の構成は、前記グラフト共重合体を用いてなる半金属吸着材である。   The third configuration of the present invention is a metalloid adsorbent using the graft copolymer.

本発明の第1の構成では、エチレン−ビニルアルコール系共重合体を基材成分として用いることで、N−メチルグルカミン基を有するグラフト鎖を有するグラフト共重合体を高い官能基導入量で得ることができる。   In the first configuration of the present invention, by using an ethylene-vinyl alcohol copolymer as a base component, a graft copolymer having a graft chain having an N-methylglucamine group is obtained with a high functional group introduction amount. be able to.

本発明の第2の構成では、エチレン−ビニルアルコール系共重合体を出発原料とすることで、効率よくエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を製造することができる。特に、電離放射線を用いてグラフト鎖を導入する場合、たとえ室温で電離放射線照射を照射し、重合を実施してもエチレン−ビニルアルコール系共重合体に発生したラジカルは常温、大気条件下でも失活しにくいため、グラフト鎖を簡便かつ安定的に導入でき、高い官能基導入量を達成できる。また、多孔質化したエチレン−ビニルアルコール系共重合体を用いる場合、さらに官能基導入量を上げることができる。   In the second configuration of the present invention, an ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer can be efficiently produced by using an ethylene-vinyl alcohol-based copolymer as a starting material. In particular, when a graft chain is introduced using ionizing radiation, radicals generated in the ethylene-vinyl alcohol copolymer are lost even at room temperature and atmospheric conditions even if the polymerization is carried out by irradiation with ionizing radiation at room temperature. Since it is difficult to activate, a graft chain can be easily and stably introduced, and a high functional group introduction amount can be achieved. In addition, when a porous ethylene-vinyl alcohol copolymer is used, the amount of functional groups introduced can be further increased.

本発明の第3の構成では、このようなエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を用いてなる半金属吸着材によって、効率よく各種半金属を吸着することができる。   In the third configuration of the present invention, various metalloids can be efficiently adsorbed by the metalloid adsorbent using such an ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer.

以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を限定するものではない。また、以降は特に断りのない限り、グラフト鎖を導入する前の状態をエチレン−ビニルアルコール系共重合体、グラフト鎖を導入した後の状態をエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体、と表現する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described. Note that the embodiments described below do not limit the present invention. Further, unless otherwise specified, the state before the graft chain is introduced is expressed as an ethylene-vinyl alcohol copolymer, and the state after the graft chain is introduced is expressed as an ethylene-vinyl alcohol graft copolymer. .

(グラフト共重合体)
本発明の第1の構成は、エチレン−ビニルアルコール系共重合体で構成された基材成分と、この基材成分に対して導入されているN−メチルグルカミン基を有するグラフト鎖とで構成されたグラフト共重合体である。
(Graft copolymer)
The first configuration of the present invention is composed of a base component composed of an ethylene-vinyl alcohol copolymer and a graft chain having an N-methylglucamine group introduced to the base component. Graft copolymer.

前述のグラフト共重合体は、高度な吸着性を達成する観点から、エチレン−ビニルアルコール系共重合体に対するN−メチルグルカミン基の導入量は0.7mmol/g以上であるのが好ましく、1.5mmol/g以上であるのがより好ましく、1.9mmol/g以上であるのがさらに好ましく、2.1mmol/g以上であるのが最も好ましい。導入量が少なすぎる場合、導入される官能基量が少な過ぎるため目的の半金属の吸着量が得られないことがある。   From the viewpoint of achieving a high degree of adsorptivity, the above graft copolymer preferably has an N-methylglucamine group introduction amount of 0.7 mmol / g or more with respect to the ethylene-vinyl alcohol copolymer. More preferably, it is 0.5 mmol / g or more, more preferably 1.9 mmol / g or more, and most preferably 2.1 mmol / g or more. If the amount introduced is too small, the amount of functional metal introduced may be too small to obtain the target metalloid adsorption amount.

前述のグラフト共重合体は多孔質体であってもよい。該多孔質体は少なくともエチレン−ビニルアルコール系共重合体の表面に細孔が形成されていればよく、エチレン−ビニルアルコール系共重合体内部まで細孔が形成されている必要はない。細孔の長径が0.01μm〜20μmである細孔を、面積1cmあたりに少なくとも10個、好ましくは100個以上、より好ましくは1,000個以上含む構造を有する。 The aforementioned graft copolymer may be a porous body. The porous body only needs to have pores formed at least on the surface of the ethylene-vinyl alcohol copolymer, and does not need to have pores formed inside the ethylene-vinyl alcohol copolymer. It has a structure containing at least 10, preferably 100 or more, and more preferably 1,000 or more pores having a major axis of 0.01 to 20 μm per 1 cm 2 of area.

エチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体の表面に細孔が形成される場合、その長径の平均値が0.01μm〜20μmが好ましく、0.05μm〜10μmがより好ましく、0.1μm〜8μmがさらに好ましく、0.2〜5μmが最も好ましい。これら細孔の長径は、後述する実施例に記載した方法により測定される値である。中でも細孔が大きい多孔質体を用いることにより、細孔中の吸着官能基において効率よく吸着できるためか、目的とする半金属の吸着性能が得られ易い。   When pores are formed on the surface of the ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer, the average value of the major axis is preferably 0.01 μm to 20 μm, more preferably 0.05 μm to 10 μm, and further preferably 0.1 μm to 8 μm. Preferably, 0.2-5 micrometers is the most preferable. The major axis of these pores is a value measured by the method described in Examples described later. Among them, the use of a porous material having large pores facilitates efficient adsorption on the adsorptive functional groups in the pores, so that the intended semimetal adsorption performance is easily obtained.

前述のグラフト共重合体の形状は、特に限定されず、グラフト共重合体の適用箇所に応じて、繊維やその集合である織布や不織布、粒子、シート、フィルムあるいはそれらの加工品など各種の形状から選択することができる。これらのうち、半金属との吸着性を向上する観点から、粒子状であることが好ましい。なお、本発明において、粒子とは粉体を含む概念である。   The shape of the above-mentioned graft copolymer is not particularly limited, and depending on the application location of the graft copolymer, various kinds of fibers, aggregates of woven fabrics and nonwoven fabrics, particles, sheets, films or processed products thereof can be used. You can choose from shapes. Among these, from the viewpoint of improving the adsorptivity with the semimetal, a particulate shape is preferable. In the present invention, the term “particle” is a concept including powder.

前述のグラフト共重合体が粒子状の場合、必要に応じて適宜粉砕により目的の粒子径に調整すれば良いが、粒子径は30μm〜5000μmが好ましく、60μm〜4500μmがさらに好ましく、100μm〜4000μmが最も好ましい。粒子径が小さすぎると、微粉が舞い易いなど取り扱いが難しい。   When the above-mentioned graft copolymer is in the form of particles, it may be adjusted to the desired particle size by pulverization as necessary, but the particle size is preferably 30 μm to 5000 μm, more preferably 60 μm to 4500 μm, and more preferably 100 μm to 4000 μm Most preferred. If the particle size is too small, handling is difficult, for example, the fine powder is likely to fly.

特に、本発明のエチレン−ビニルアルコールグラフト共重合体では、粒子径がある程度大きな場合であっても、メチルグルカミン基の導入量が高くすることができるため、得られるグラフト共重合体では、取扱い性に優れるだけでなく、濾過性能を高めることができる。   In particular, in the ethylene-vinyl alcohol graft copolymer of the present invention, the amount of methylglucamine groups introduced can be increased even when the particle size is somewhat large. In addition to excellent properties, the filtration performance can be improved.

本発明の第2の構成は、エチレン−ビニルアルコール系共重合体を準備する工程(工程A)と、前記エチレン−ビニルアルコール系共重合体に対して、メチルグルカミン基を有するグラフト鎖を導入することにより、メチルグルカミン基を有するグラフト鎖が導入されたグラフト共重合体を得る工程(工程B)と、を備える、エチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体の製造方法である。   The second configuration of the present invention is a step of preparing an ethylene-vinyl alcohol copolymer (step A), and a graft chain having a methylglucamine group is introduced into the ethylene-vinyl alcohol copolymer. And a step of obtaining a graft copolymer into which a graft chain having a methylglucamine group has been introduced (step B). A method for producing an ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer.

(エチレン−ビニルアルコール系共重合体)
本発明のグラフト共重合体の基材として用いられるエチレン−ビニルアルコール系共重合体は、上記の性質を有するグラフト共重合体を得ることができる限り特に限定されないが、例えば、そのエチレン含有量は、10〜60モル%程度が好ましく、20〜50モル%程度がより好ましい。エチレン含量が10モル%未満の場合、得られるグラフト共重合体の耐水性が低下する虞がある。一方、エチレン含量が60モル%を越えると製造が難しく入手が困難である。
(Ethylene-vinyl alcohol copolymer)
The ethylene-vinyl alcohol copolymer used as the base material of the graft copolymer of the present invention is not particularly limited as long as a graft copolymer having the above properties can be obtained. For example, the ethylene content is 10 to 60 mol% is preferable, and about 20 to 50 mol% is more preferable. When the ethylene content is less than 10 mol%, the water resistance of the obtained graft copolymer may be lowered. On the other hand, when the ethylene content exceeds 60 mol%, it is difficult to produce and difficult to obtain.

また、エチレン−ビニルアルコール系共重合体のけん化度は、90モル%以上が好ましく、95モル%以上がより好ましく、99モル%以上が特に好ましい。けん化度が90モル%未満の場合、成形性が悪くなったり、得られるグラフト共重合体の耐水性が低下したりする虞がある。   The saponification degree of the ethylene-vinyl alcohol copolymer is preferably 90 mol% or more, more preferably 95 mol% or more, and particularly preferably 99 mol% or more. When the degree of saponification is less than 90 mol%, the moldability may be deteriorated or the water resistance of the obtained graft copolymer may be lowered.

また、エチレン−ビニルアルコール系共重合体のメルトフローレート(MFR)(210℃、荷重2160g)についても特に限定されないが、0.1g/10分以上が好ましく、0.5g/10分以上がより好ましい。0.1g/10分未満の場合、耐水性や強度が低下する虞がある。なお、メルトフローレートの上限は通常用いられる範囲であればよく、例えば、25g/10分以下であってもよい。   Further, the melt flow rate (MFR) (210 ° C., load 2160 g) of the ethylene-vinyl alcohol copolymer is not particularly limited, but is preferably 0.1 g / 10 minutes or more, more preferably 0.5 g / 10 minutes or more. preferable. If it is less than 0.1 g / 10 min, water resistance and strength may be reduced. In addition, the upper limit of a melt flow rate should just be the range normally used, for example, may be 25 g / 10min or less.

本発明のエチレン−ビニルアルコール系共重合体は、本発明の効果を損なわない範囲で別の不飽和単量体単位を含んでいてもよい。該不飽和単量体単位の含量は、10モル%以下であることが好ましく、5%モル以下であることがより好ましい。
このようなエチレン−ビニルアルコール系共重合体は、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。
The ethylene-vinyl alcohol copolymer of the present invention may contain another unsaturated monomer unit as long as the effects of the present invention are not impaired. The content of the unsaturated monomer unit is preferably 10 mol% or less, more preferably 5% mol or less.
Such ethylene-vinyl alcohol copolymers can be used alone or in combination of two or more.

エチレン−ビニルアルコール系共重合体は、グラフト鎖を導入するに際し、その用途に応じて、フィルム、シート、容器、粒子、粉体などの各種形状であればよい。   The ethylene-vinyl alcohol-based copolymer may have various shapes such as a film, a sheet, a container, particles, and a powder depending on the use when introducing the graft chain.

上記のエチレン−ビニルアルコール系共重合体に対して、N−メチルグルカミン基を有するグラフト鎖を導入する方法としては、種々の公知の方法が可能であり、例えば、重合開始剤を用いたラジカル重合を利用してグラフト鎖を導入する方法、電離放射線を用いてラジカルを発生させ、グラフト鎖を導入する方法などが挙げられる。   As a method for introducing a graft chain having an N-methylglucamine group into the above ethylene-vinyl alcohol copolymer, various known methods are possible. For example, radicals using a polymerization initiator are used. Examples thereof include a method of introducing a graft chain using polymerization, a method of generating a radical using ionizing radiation, and introducing a graft chain.

これらのうち、グラフト鎖の導入効率が高い観点から、電離放射線を用いて、グラフト鎖を導入する方法が好ましく用いられる。特に、エチレン−ビニルアルコール系共重合体は、後述の実施例において示すように、電離放射線照射によって発生したラジカルの安定性が高いことが明らかとなった。   Among these, from the viewpoint of high graft chain introduction efficiency, a method of introducing a graft chain using ionizing radiation is preferably used. In particular, it has been clarified that the ethylene-vinyl alcohol copolymer has high stability of radicals generated by ionizing radiation irradiation, as shown in Examples described later.

特に、電離放射線照射後であっても、エチレン−ビニルアルコール系共重合体は、室温(例えば15〜35℃程度)の空気中において1〜2時間程度ラジカルを維持しているので、照射後のエチレン−ビニルアルコール系共重合体を空気存在下で下記に示すよう不飽和単量体と接触させることによりグラフト鎖の導入が可能である。   In particular, even after ionizing radiation irradiation, the ethylene-vinyl alcohol copolymer maintains radicals in air at room temperature (for example, about 15 to 35 ° C.) for about 1 to 2 hours. The graft chain can be introduced by bringing the ethylene-vinyl alcohol copolymer into contact with an unsaturated monomer as shown below in the presence of air.

一般に、ポリエチレン、セルロースなど通常のポリマーへのグラフト重合では、照射工程とグラフト鎖導入工程とを不活性雰囲気下および/または冷蔵下で連続工程(または照射後速やかに不飽和単量体と接触させる工程)が必要であるが、エチレン−ビニルアルコール系共重合体ではその必要はなく、工業生産におけるプロセスの許容範囲を広げることが可能である。   In general, in the graft polymerization to ordinary polymers such as polyethylene and cellulose, the irradiation step and the graft chain introduction step are continuously performed in an inert atmosphere and / or under refrigeration (or contacted with an unsaturated monomer immediately after irradiation). Step) is necessary, but it is not necessary for the ethylene-vinyl alcohol copolymer, and it is possible to widen the allowable range of the process in industrial production.

N−メチルグルカミン基を有するグラフト鎖を導入する場合、エチレン−ビニルアルコール系共重合体の存在下における不飽和単量体の重合(例えば、連鎖移動法、ポリマー開始剤法、放射線グラフト法、機械的化学的反応法)によってグラフト鎖を導入してもよいし、ポリマー相互間の結合反応、交換反応によりグラフト鎖を導入してもよい。また、不飽和単量体としては、N−メチルグルカミン基を有する不飽和単量体であってもよいし、N−メチルグルカミンに対して反応性を有する基を有する不飽和単量体であってもよい。   When introducing a graft chain having an N-methylglucamine group, polymerization of an unsaturated monomer in the presence of an ethylene-vinyl alcohol copolymer (for example, chain transfer method, polymer initiator method, radiation graft method, A graft chain may be introduced by a mechanical chemical reaction method) or a graft chain may be introduced by a binding reaction or exchange reaction between polymers. Further, the unsaturated monomer may be an unsaturated monomer having an N-methylglucamine group, or an unsaturated monomer having a group reactive to N-methylglucamine. It may be.

これらのうち、効率よくグラフト鎖を導入できる観点から、電離放射線を用いて反応性基を有する不飽和単量体をグラフト化させた後にN−メチルグルカミン基に変換するのが好ましい。   Among these, from the viewpoint of efficiently introducing a graft chain, it is preferable that an unsaturated monomer having a reactive group is grafted using ionizing radiation and then converted to an N-methylglucamine group.

電離放射線としては、α線、β線、γ線、加速電子線、紫外線などがあるが、実用的には加速電子線またはγ線が好ましい。   Examples of the ionizing radiation include α rays, β rays, γ rays, accelerated electron rays, ultraviolet rays, and the like. Practically, accelerated electron rays or γ rays are preferable.

電離放射線を用いて、エチレン−ビニルアルコール系共重合体の基材に不飽和単量体をグラフト重合させる方法としては、基材と不飽和単量体の共存下で放射線を照射する同時照射法と、基材のみに予め放射線を照射した後、不飽和単量体と基材とを接触させる前照射法のいずれでも可能であるが、グラフト重合以外の副反応を抑制する観点から前照射法が望ましい。   As a method of graft polymerization of unsaturated monomer to the base material of ethylene-vinyl alcohol copolymer using ionizing radiation, simultaneous irradiation method of irradiating radiation in the coexistence of base material and unsaturated monomer Any of the pre-irradiation methods in which the unsaturated monomer and the substrate are brought into contact with each other after irradiation with the substrate in advance is possible, but the pre-irradiation method is used from the viewpoint of suppressing side reactions other than graft polymerization. Is desirable.

グラフト重合の際に、基材と不飽和単量体とを接触させる方法としては、液状の不飽和単量体あるいは不飽和単量体溶液と直接接触させる液相重合法と、不飽和単量体の蒸気あるいは気化状態で接触させる気相グラフト重合法とがあるが、目的に応じて選択可能である。   In the graft polymerization, the substrate and the unsaturated monomer are brought into contact with each other as a liquid phase polymerization method in which the substrate is brought into direct contact with a liquid unsaturated monomer or an unsaturated monomer solution, and an unsaturated monomer. There is a gas phase graft polymerization method in which the body is contacted in a vapor or vaporized state, but it can be selected according to the purpose.

電離放射線を照射する線量としては、特に限定されないが、5〜250kGyが好ましく、10〜230kGyがより好ましく、20〜200kGyがさらに好ましい。5kGy未満の場合、線量が少な過ぎるためグラフト率が低下し目的の半金属イオン吸着量が得られないことがある。250kGy以上の場合、処理工程にコストがかかる、照射時に樹脂が劣化するなどの懸念がある。   Although it does not specifically limit as a dose irradiated with ionizing radiation, 5-250 kGy is preferable, 10-230 kGy is more preferable, 20-200 kGy is further more preferable. If the dose is less than 5 kGy, the dose is too small and the graft ratio may be lowered, and the target metalloid ion adsorption amount may not be obtained. In the case of 250 kGy or more, there are concerns that the processing step is costly and the resin deteriorates during irradiation.

電離放射線を照射する際の温度は、特に限定されないが、60℃未満が好ましく、0℃〜50℃がより好ましい。60℃以上の場合、電離放射線で発生した活性種が失活し、その後の反応性が低下する恐れがある。0℃未満の場合、特殊な冷却措置が必要となり、コストがかかる懸念がある。   Although the temperature at the time of irradiating ionizing radiation is not specifically limited, Less than 60 degreeC is preferable and 0 to 50 degreeC is more preferable. When the temperature is 60 ° C. or higher, active species generated by ionizing radiation are deactivated, and the subsequent reactivity may be reduced. If it is less than 0 ° C., special cooling measures are required, which may be costly.

N−メチルグルカミン基を有するグラフト鎖を導入する方法としては、電離放射線を用いてN−メチルグルカミンに対して反応性基を有する不飽和単量体をグラフト化させた後にN−メチルグルカミン基に変換する方法が好適に用いられる。   As a method for introducing a graft chain having an N-methylglucamine group, N-methylglucamine is grafted after an unsaturated monomer having a reactive group is grafted to N-methylglucamine using ionizing radiation. A method of converting to a camin group is preferably used.

グラフト重合させる不飽和単量体としては、重合後、N−メチルグルカミン基に変換可能な反応性基を有するものであればよく、例えば、グリシジル(メタ)アクリレートなどのエポキシ基を有する不飽和単量体、クロロメチルスチレンやクロロエチル(メタ)アクリレート、クロロ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートなどのハロゲン化アルキル基を有する不飽和単量体などが用いられる。   The unsaturated monomer to be graft-polymerized may be any monomer having a reactive group that can be converted to an N-methylglucamine group after polymerization, for example, an unsaturated group having an epoxy group such as glycidyl (meth) acrylate. Monomers, unsaturated monomers having a halogenated alkyl group such as chloromethylstyrene, chloroethyl (meth) acrylate, and chloro-2-hydroxypropyl (meth) acrylate are used.

接触させる不飽和単量体の濃度、重合処理時間などの反応条件は、求められるグラフト率などに応じて当事者において適宜設定することができる。また、不飽和単量体は溶媒に対して溶解した状態で重合してもよいし、界面活性剤を用いて、不飽和単量体を水などに乳化させて重合してもよい。重合の際の温度は40℃〜150℃が好ましい。低温すぎる場合は反応が進み難く、高温すぎる場合は反応の制御が難しいことがある。   The reaction conditions such as the concentration of the unsaturated monomer to be contacted and the polymerization treatment time can be appropriately set by the party depending on the required graft ratio and the like. Further, the unsaturated monomer may be polymerized in a state dissolved in a solvent, or the unsaturated monomer may be polymerized by emulsifying the unsaturated monomer in water or the like using a surfactant. The temperature during the polymerization is preferably 40 ° C to 150 ° C. If the temperature is too low, the reaction is difficult to proceed. If the temperature is too high, the reaction may be difficult to control.

N−メチルグルカミン基に変換する場合は、前記不飽和単量体を基材成分であるエチレン−ビニルアルコール系共重合体に対してグラフト重合した後、当該グラフト共重合体とN−メチルグルカミン、またはその塩と反応させることにより導入できる。   In the case of conversion to an N-methylglucamine group, the unsaturated monomer is graft-polymerized to an ethylene-vinyl alcohol copolymer as a base component, and then the graft copolymer and N-methylglucamine are converted. It can be introduced by reacting with camin or a salt thereof.

グラフト重合により導入する不飽和単量体の量(グラフト率)は、特に限定されないが、エチレン−ビニルアルコール系重合体100質量部に対して30〜900質量部(30〜900%)であることが好ましく、100〜800質量部(100〜800%)であることがより好ましく、200〜700重量部(200〜700%)であることがさらに好ましく、300〜700重量部(300〜700%)であることが特に好ましい。グラフト率が30質量部未満の場合は、吸着性能が不十分である場合が多い。グラフト率が900質量部を超える場合は、一般的に合成が難しい。   The amount (graft ratio) of the unsaturated monomer introduced by graft polymerization is not particularly limited, but is 30 to 900 parts by mass (30 to 900%) with respect to 100 parts by mass of the ethylene-vinyl alcohol polymer. Is preferable, 100 to 800 parts by mass (100 to 800%) is more preferable, 200 to 700 parts by weight (200 to 700%) is further preferable, and 300 to 700 parts by weight (300 to 700%) is preferable. It is particularly preferred that When the graft ratio is less than 30 parts by mass, the adsorption performance is often insufficient. When the graft ratio exceeds 900 parts by mass, synthesis is generally difficult.

N−メチルグルカミン基の導入に用いる溶媒としては、N−メチルグルカミンを溶解できる限り特に限定されず、水やメタノールが用いられるが、溶解度が高いことから特に水が用いられる。   The solvent used for the introduction of the N-methylglucamine group is not particularly limited as long as N-methylglucamine can be dissolved. Water or methanol is used, but water is particularly used because of its high solubility.

N−メチルグルカミン基導入時の反応温度やN−メチルグルカミン溶液の濃度は、特に限定されず、適宜選択される。例えば、導入時の温度は20℃〜100℃の範囲から適宜選択できる。低温すぎる場合は反応が進み難く、高温すぎる場合は反応の制御が難しいことがある。   The reaction temperature at the time of introducing the N-methylglucamine group and the concentration of the N-methylglucamine solution are not particularly limited and are appropriately selected. For example, the temperature at the time of introduction can be appropriately selected from the range of 20 ° C to 100 ° C. If the temperature is too low, the reaction is difficult to proceed. If the temperature is too high, the reaction may be difficult to control.

グラフト重合に用いるエチレン−ビニルアルコール系重合体の形態としては、所望のグラフト共重合体の形状に合わせて選択できるため、特に限定されないが、吸着材の使用を考慮し、粒子状であることが好ましい。粒子状である場合、適宜粉砕などにより目的の粒子径の粒子を用いることができるが、粒子径としては55μm〜3000μmであることが好ましく、60μm〜2500μmがさらに好ましく、65μm〜2000μmが最も好ましい。粒子径が小さすぎる場合、微粉が舞い易いなど取り扱いが難しい。粒子径が大きすぎる場合、グラフト率が上がらず目的の半金属イオン吸着能が充分に得られないことがある。   The form of the ethylene-vinyl alcohol polymer used for the graft polymerization is not particularly limited because it can be selected according to the shape of the desired graft copolymer, but it may be in the form of particles in consideration of the use of an adsorbent. preferable. In the case of particles, particles having a target particle size can be used by appropriate pulverization or the like, but the particle size is preferably 55 μm to 3000 μm, more preferably 60 μm to 2500 μm, and most preferably 65 μm to 2000 μm. When the particle size is too small, handling is difficult, for example, the fine powder tends to fly. If the particle diameter is too large, the graft ratio may not increase and the target metalloid ion adsorption ability may not be sufficiently obtained.

また、グラフト鎖を効率的に導入する観点から、グラフト鎖を導入するために多孔体化され、多孔質なエチレン−ビニルアルコール系共重合体が用いられるのが好ましい。   Further, from the viewpoint of efficiently introducing the graft chain, it is preferable to use a porous ethylene-vinyl alcohol copolymer that is made porous for introducing the graft chain.

エチレン−ビニルアルコール系共重合体は、発泡剤などの気孔形成材とエチレン−ビニルアルコール系共重合体とを溶融混合することにより多孔質化させてもよいが、細孔のサイズを制御する観点から、多孔質なエチレン−ビニルアルコール系共重合体はエチレン−ビニルアルコール系共重合体と水溶性ポリマーとを溶融混練などにより混合し、溶融物を冷却固化させた複合体を得る工程と、前記複合体から水溶性ポリマーを抽出する工程と、によって形成するのが好ましい。
なお、本発明において、「溶融物の冷却固化」とは、溶融物を凝固浴など用いることなく冷却固化することを意味している。
The ethylene-vinyl alcohol copolymer may be made porous by melt-mixing a pore-forming material such as a foaming agent and the ethylene-vinyl alcohol copolymer, but the viewpoint of controlling the size of the pores From the above, the porous ethylene-vinyl alcohol copolymer is obtained by mixing the ethylene-vinyl alcohol copolymer and the water-soluble polymer by melt kneading to obtain a composite in which the melt is cooled and solidified, and It is preferably formed by a step of extracting a water-soluble polymer from the complex.
In the present invention, “cooling and solidifying a melt” means cooling and solidifying the melt without using a solidification bath or the like.

本発明に用いられる水溶性ポリマーは、エチレン−ビニルアルコール系共重合体と溶融混合できる限り特に限定されず、一般に知られている水溶性ポリマーが利用できる。当該水溶性ポリマーは、例えば、デンプン;ゼラチン;セルロース誘導体;ポリビニルアミン、ポリアリルアミン等の水溶性アミン系ポリマー;ポリアクリル酸;ポリイソプロピルアクリルアミド等のポリアクリルアミド;ポリビニルピロリドン;ポリビニルアルコールなどが挙げられる。これらの中でも、エチレン−ビニルアルコール系共重合体との溶融混練のし易さに優れ、空隙の制御が容易であることから、特にポリビニルアルコールが好適に用いられる。   The water-soluble polymer used in the present invention is not particularly limited as long as it can be melt-mixed with the ethylene-vinyl alcohol copolymer, and generally known water-soluble polymers can be used. Examples of the water-soluble polymer include starch; gelatin; cellulose derivatives; water-soluble amine-based polymers such as polyvinylamine and polyallylamine; polyacrylic acid; polyacrylamide such as polyisopropylacrylamide; polyvinylpyrrolidone; Among these, polyvinyl alcohol is particularly preferably used because it is excellent in melt kneading with an ethylene-vinyl alcohol copolymer and easy to control the voids.

エチレン−ビニルアルコール系共重合体と水溶性ポリマーとの割合は、必要とする多孔質の程度に応じて、適宜決めることができるが、例えば、エチレン−ビニルアルコール系共重合体:水溶性ポリマーは、100:0〜20:80程度であってもよく、好ましくは、100:0〜30:70程度であってもよい。   The ratio of the ethylene-vinyl alcohol copolymer and the water-soluble polymer can be appropriately determined according to the required degree of porosity. For example, the ethylene-vinyl alcohol copolymer: water-soluble polymer is 100: 0 to about 20:80, preferably about 100: 0 to 30:70.

本発明に用いられるポリビニルアルコールは、本発明の効果が得られる限り、ビニルアルコール単位及びビニルエステル系単量体に由来する構造単位以外の構造単位を有することができる。当該構造単位は、例えば、エチレン、プロピレン、n−ブテン、イソブチレン、1−ヘキセンなどのα−オレフィン類;アクリル酸及びその塩;アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸N−プロピル、アクリル酸i−プロピル、アクリル酸N−ブチル、アクリル酸i−ブチル、アクリル酸t−ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸オクタデシル等のアクリル酸エステル基を有する不飽和単量体;メタクリル酸及びその塩;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸N−プロピル、メタクリル酸i−プロピル、メタクリル酸N−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸オクタデシル等のメタクリル酸エステル基を有する不飽和単量体;アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミドプロパンスルホン酸およびその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその塩(例えば4級塩);メタクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド、メタクリルアミドプロパンスルホン酸およびその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその塩(例えば4級塩);メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、i−プロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、i−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル、2,3−ジアセトキシ−1−ビニルオキシプロパンなどのビニルエーテル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル類;塩化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル類;塩化ビニリデン、フッ化ビニリデンなどのハロゲン化ビニリデン類;酢酸アリル、2,3−ジアセトキシ−1−アリルオキシプロパン、塩化アリルなどのアリル化合物;マレイン酸、イタコン酸、フマル酸などの不飽和ジカルボン酸及びその塩またはエステル;ビニルトリメトキシシランなどのビニルシリル化合物、酢酸イソプロペニルである。当該構造単位の含有量は、10モル%未満である。   The polyvinyl alcohol used in the present invention can have a structural unit other than the structural unit derived from the vinyl alcohol unit and the vinyl ester monomer as long as the effects of the present invention are obtained. The structural unit includes, for example, α-olefins such as ethylene, propylene, n-butene, isobutylene and 1-hexene; acrylic acid and salts thereof; methyl acrylate, ethyl acrylate, N-propyl acrylate, acrylic acid i Unsaturated monomers having an acrylate group such as propyl, N-butyl acrylate, i-butyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, dodecyl acrylate and octadecyl acrylate; methacrylic acid And salts thereof; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, N-propyl methacrylate, i-propyl methacrylate, N-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, methacrylic acid Dodecyl, octadecyl methacrylate, etc. Unsaturated monomer having a methacrylic acid ester group; acrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, diacetoneacrylamide, acrylamidepropanesulfonic acid and its salt, acrylamidopropyldimethylamine and its salt (For example, quaternary salts); methacrylamide, N-methyl methacrylamide, N-ethyl methacrylamide, methacrylamide propane sulfonic acid and its salts, methacrylamide propyldimethylamine and its salts (for example, quaternary salts); methyl vinyl ether, ethyl Vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, i-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, dodecyl vinyl ether Vinyl ethers such as ether, stearyl vinyl ether and 2,3-diacetoxy-1-vinyloxypropane; vinyl cyanides such as acrylonitrile and methacrylonitrile; vinyl halides such as vinyl chloride and vinyl fluoride; vinylidene chloride, fluorine Vinylidene halides such as vinylidene chloride; allyl compounds such as allyl acetate, 2,3-diacetoxy-1-allyloxypropane, allyl chloride; unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, itaconic acid, fumaric acid, and salts or esters thereof A vinylsilyl compound such as vinyltrimethoxysilane and isopropenyl acetate. The content of the structural unit is less than 10 mol%.

本発明に用いられるポリビニルアルコールの粘度平均重合度(JIS K6726に準拠して測定)は特に限定されないが、好ましくは100〜10,000であり、より好ましくは200〜7,000であり、さらに好ましくは300〜5,000である。粘度平均重合度が上記範囲から逸脱すると、得られる多孔質体の表面積が低下する虞がある。   The viscosity average polymerization degree (measured in accordance with JIS K6726) of the polyvinyl alcohol used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 100 to 10,000, more preferably 200 to 7,000, still more preferably. Is 300 to 5,000. If the viscosity average degree of polymerization deviates from the above range, the surface area of the resulting porous body may be reduced.

本発明に用いられるポリビニルアルコールのけん化度は特に限定されないが、好ましくは50モル%以上であり、より好ましくは60〜98モル%であり、特に好ましくは70〜95モル%である。けん化度が50モル%未満になると水溶性が低下し成形後の熱水抽出での抽出性が悪くなる。けん化度が98モル%より高いポリビニルアルコールは溶融混合が難しい。   The saponification degree of the polyvinyl alcohol used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 to 98 mol%, and particularly preferably 70 to 95 mol%. When the saponification degree is less than 50 mol%, the water solubility is lowered, and the extractability in hot water extraction after molding is deteriorated. Polyvinyl alcohol having a saponification degree higher than 98 mol% is difficult to melt and mix.

本発明のエチレン−ビニルアルコール系共重合体を多孔化する場合は、例えば、エチレン−ビニルアルコール系共重合体と水溶性ポリマーを溶融混練にて混合して溶融物を冷却固化させた複合体(コンパウンド)を得た後に、この複合体から水溶性ポリマーを抽出することによって得られる。溶融混練する方法は特に限定されず、一軸押出機、二軸押出機、ブラベンダー、ニーダーなど公知の混練機を用いることができる。目的とする形状を得るために、必要に応じて各段階で粉砕などを実施しても良い。   When the ethylene-vinyl alcohol copolymer of the present invention is made porous, for example, a composite in which an ethylene-vinyl alcohol copolymer and a water-soluble polymer are mixed by melt kneading and the melt is cooled and solidified ( After obtaining a compound, it is obtained by extracting a water-soluble polymer from this complex. The method of melt kneading is not particularly limited, and a known kneader such as a single screw extruder, a twin screw extruder, a Brabender, or a kneader can be used. In order to obtain a target shape, pulverization or the like may be performed at each stage as necessary.

また、エチレン−ビニルアルコール系共重合体を溶解せず、水溶性ポリマーを抽出することができる限り、抽出に用いられる溶媒は特に限定されず、水、各種有機溶媒、水と有機溶媒との混合物などを用いることができるが、水溶性ポリマーを利用している観点から、溶媒としては水、特に熱水を用いるのが好ましい。熱水の温度は、40℃〜120℃が好ましく、50℃〜100℃がさらに好ましい。   Moreover, as long as the water-soluble polymer can be extracted without dissolving the ethylene-vinyl alcohol copolymer, the solvent used for the extraction is not particularly limited, and water, various organic solvents, and a mixture of water and an organic solvent. However, from the viewpoint of utilizing a water-soluble polymer, it is preferable to use water, particularly hot water, as the solvent. The temperature of hot water is preferably 40 ° C to 120 ° C, more preferably 50 ° C to 100 ° C.

このようにして得られた多孔質なエチレン−ビニルアルコール系重合体は、多孔質体であるが、少なくとも表面に細孔が形成されていればよく、内部まで細孔が形成されている必要はない。この場合、多孔質体とは、細孔の長径が0.01μm〜20μmである細孔を、面積1cmあたりに少なくとも10個、好ましくは100個以上、より好ましくは1,000個以上含む構造を有する。表面に形成される細孔は、その長径の平均値が0.01μm〜20μm程度であってもよく、好ましくは0.05μm〜10μm、より好ましくは0.2μm〜5μm程度であってもよい。これら細孔の長径の平均値は、後述する実施例に記載した方法により測定される値である。 The porous ethylene-vinyl alcohol polymer thus obtained is a porous body, but it is sufficient that pores are formed at least on the surface, and it is necessary that the pores are formed to the inside. Absent. In this case, the porous body has a structure containing at least 10, preferably 100 or more, more preferably 1,000 or more pores having a major axis of 0.01 μm to 20 μm per 1 cm 2 of area. Have The pores formed on the surface may have an average length of about 0.01 μm to 20 μm, preferably 0.05 μm to 10 μm, more preferably about 0.2 μm to 5 μm. The average value of the major axis of these pores is a value measured by the method described in the examples described later.

本発明のグラフト共重合体は、本発明の効果を阻害しない範囲内で、架橋剤、無機微粒子、光安定剤、酸化防止剤などの添加剤を含んでいてもよい。   The graft copolymer of the present invention may contain additives such as a crosslinking agent, inorganic fine particles, a light stabilizer, and an antioxidant as long as the effects of the present invention are not impaired.

(半金属吸着材)
本発明の第3の構成は、N−メチルグルカミン基を有するグラフト鎖が導入されたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を用いてなる半金属吸着材である。
このグラフト共重合体は、優れた半金属の吸着能を有しているため、特に、半金属の吸着材として用いるのが好ましい。
(Semi-metal adsorbent)
The third configuration of the present invention is a metalloid adsorbent using an ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer into which a graft chain having an N-methylglucamine group is introduced.
Since this graft copolymer has excellent metalloid adsorption ability, it is particularly preferable to use it as a metalloid adsorbent.

(吸着材の形状)
本発明の吸着材の形状は特に限定されず、適用箇所に応じて、繊維やその集合体である織編物や不織布、粒子、シート、中空糸、およびフィルムあるいはそれらの加工品など各種の形状から選択することができる。これらのうち、金属イオンとの吸着性を向上するとともに、カラムなどの閉塞空間において充填しやすい観点から、粒子状であることが好ましい。粒子状である場合、吸着材は、球状であっても、非球状(例えば異形粒子状)であってもよい。
(Adsorbent shape)
The shape of the adsorbent of the present invention is not particularly limited, depending on the application location, from various shapes such as fibers and aggregates of woven and knitted fabrics and nonwoven fabrics, particles, sheets, hollow fibers, and films or processed products thereof. You can choose. Among these, it is preferable to be particulate from the viewpoint of improving the adsorptivity with metal ions and being easily packed in a closed space such as a column. When it is particulate, the adsorbent may be spherical or non-spherical (for example, irregularly shaped particles).

(半金属の回収方法)
本発明の半金属の吸着材は、各種半金属を、簡単な操作で、高効率かつ低コストで半金属を回収することができる。半金属回収方法としては、例えば、本発明の半金属吸着材と、目的とする半金属を含有する半金属イオン含有液とを接触させ、前記吸着材に半金属を吸着させる吸着工程を備えていてもよい。半金属を吸着した吸着材は、溶離操作や燃焼により半金属を回収してもよい。
(Semimetal recovery method)
The metalloid adsorbent of the present invention can recover various metalloids with high efficiency and low cost by a simple operation. The metalloid recovery method includes, for example, an adsorption step of bringing the metalloid adsorbent of the present invention into contact with a metalloid ion-containing liquid containing the target metalloid and adsorbing the metalloid on the adsorbent. May be. The adsorbent adsorbing the metalloid may recover the metalloid by an elution operation or combustion.

本発明の半金属吸着材の回収対象としては、特に限定されないが、ホウ素、ヒ素、ゲルマニウム、セレン、アンチモン等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a collection object of the metalloid adsorbent of this invention, Boron, arsenic, germanium, selenium, antimony, etc. are mentioned.

上述のような半金属吸着性能を生かし、本発明の半金属吸着材は、例えば、工場廃水、鉱山廃水、温泉水等に含まれる有害物除去などに利用することができる。   Taking advantage of the above-described metalloid adsorption performance, the metalloid adsorbent of the present invention can be used, for example, to remove harmful substances contained in factory wastewater, mine wastewater, hot spring water, and the like.

以下、実施例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited at all by these Examples.

[細孔長径の平均値の算出]
走査型電子顕微鏡を用い乾燥粒子表面を観察した。表面に形成されている細孔から任意に50個選択し、それぞれの細孔の長径を計測した。50個の長径を平均し、平均値を導出した。但し、1nm以下の場合、傷、付着物等との区別がつかないため、選択から除外した。また、乾燥粒子は、熱風乾燥機にて100℃で3時間乾燥させることにより調製した。
[Calculation of average pore length]
The dry particle surface was observed using a scanning electron microscope. Arbitrary 50 pores were selected from the pores formed on the surface, and the major axis of each pore was measured. The 50 major axes were averaged to derive an average value. However, in the case of 1 nm or less, since it cannot be distinguished from scratches, deposits, etc., it was excluded from the selection. The dried particles were prepared by drying at 100 ° C. for 3 hours with a hot air dryer.

[グラフト率]
以下に示す式に従い算出した。
グラフト率[w/w(%)]=100×(付与したグラフト鎖の質量)/(基材の質量)
[Graft ratio]
Calculation was performed according to the following formula.
Graft rate [w / w (%)] = 100 × (mass of graft chain imparted) / (mass of substrate)

[官能基量]
N−メチルグルカミンを導入する反応を行う前後の質量変化をWとする。以下に示す式に従い算出した。
官能基量[mmol/g]=(W[g]/反応基質分子量[g/mol])/(反応後の樹脂粒子重量[g])×1000
[Amount of functional group]
Let W be the mass change before and after performing the reaction for introducing N-methylglucamine. Calculation was performed according to the following formula.
Functional group amount [mmol / g] = (W [g] / reaction substrate molecular weight [g / mol]) / (resin particle weight after reaction [g]) × 1000

[ホウ素吸着量]
市販されている原子吸光用1000mg/Lホウ素標準液を100mg/Lに希釈し、水酸化ナトリウムを添加してpH=8に調整した吸着液40mLに、半金属イオン吸着材100mgを投入し、25℃にて24時間攪拌する。その後、ICP発光分析装置(日本ジャーレルアッシュ製、IRIS−AP)にて測定したホウ素濃度をC(mg/L)とする。以下の式より、ホウ素吸着量を求める。
グラフト共重合体1gあたりのホウ素吸着量(mg/g)=40−0.4×C(mg/L)
[Boron adsorption]
A commercially available 1000 mg / L boron standard solution for atomic absorption was diluted to 100 mg / L, and 100 mg of a semimetal ion adsorbent was added to 40 mL of an adsorbed solution adjusted to pH = 8 by adding sodium hydroxide. Stir for 24 hours at ° C. Thereafter, the boron concentration measured with an ICP emission analyzer (manufactured by Nippon Jarrel Ash, IRIS-AP) is defined as C (mg / L). The boron adsorption amount is obtained from the following equation.
Boron adsorption amount per 1 g of graft copolymer (mg / g) = 40−0.4 × C (mg / L)

[ヒ素吸着量]
市販されている原子吸光用1000mg/Lヒ素標準液を20mg/Lに希釈し、硝酸を添加してpH=3に調整した吸着液100mLに、半金属イオン吸着材50mgを投入し、25℃にて24時間攪拌する。その後、原子吸光光度計(日立製作所製、Z−5000)にて測定したヒ素濃度をD(mg/L)とする。以下の式より、ヒ素吸着量を求める。
グラフト共重合体1gあたりのヒ素吸着量(mg/g)=40−2D(mg/L)
[Arsenic adsorption]
A commercially available 1000 mg / L arsenic standard solution for atomic absorption is diluted to 20 mg / L, and 50 mg of a semi-metal ion adsorbent is added to 100 mL of an adsorbed solution adjusted to pH = 3 by adding nitric acid. And stir for 24 hours. Thereafter, the arsenic concentration measured with an atomic absorption photometer (manufactured by Hitachi, Ltd., Z-5000) is defined as D (mg / L). The amount of arsenic adsorption is obtained from the following equation.
Arsenic adsorption amount per 1 g of graft copolymer (mg / g) = 40-2D (mg / L)

[実施例1]
市販のエチレン−ビニルアルコール系共重合体(株式会社クラレ製、「F101」、MFR3.8g/10分)90質量部とビニルアルコール系重合体(株式会社クラレ製、「PVA205」)10質量部をラボプラストミルにて、溶融混練した後、溶融物を冷却固化させたコンパウンドを粉砕し、篩を用いて粒子径1180〜1400μmの粒子を作製した。さらに得られた粒子を熱水中で処理し、ビニルアルコール系重合体を抽出し、多孔質なエチレン−ビニルアルコール系共重合体粒子を得た。該多孔質粒子の細孔長径の平均値は0.36μmであった。該多孔質粒子に60kGyの電離放射線を照射し、空気中、25℃で1時間放置した後、80℃窒素置換したグリシジルメタクリレートのイソプロパノール溶液に浸漬攪拌しグラフト重合を実施した。得られた粒子のグラフト率を評価したところ407%であった。さらに、該粒子を80℃条件下で、N−メチルグルカミン水溶液に浸漬攪拌し、N−メチルグルカミンの付加反応を行い、目的のN−メチルグルカミン基がグラフトしたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を得た。N−メチルグルカミン基の導入量を評価したところ、2.6mmol/gであった。得られたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を、篩を用いて粒子径2360μm〜2800μmの粒子に分級し、ホウ素の吸着量を評価した。粒子組成を表1、吸着結果を表2に示す。
[Example 1]
90 parts by mass of a commercially available ethylene-vinyl alcohol copolymer (Kuraray Co., Ltd., “F101”, MFR 3.8 g / 10 min) and 10 parts by mass of a vinyl alcohol polymer (Kuraray Co., Ltd., “PVA205”) After melt-kneading in a lab plast mill, the compound obtained by cooling and solidifying the melt was pulverized, and particles having a particle diameter of 1180 to 1400 μm were produced using a sieve. Furthermore, the obtained particle | grains were processed in hot water, the vinyl alcohol-type polymer was extracted, and the porous ethylene-vinyl alcohol-type copolymer particle was obtained. The average pore long diameter of the porous particles was 0.36 μm. The porous particles were irradiated with 60 kGy ionizing radiation, allowed to stand in air at 25 ° C. for 1 hour, and then immersed and stirred in an isopropanol solution of glycidyl methacrylate substituted with nitrogen at 80 ° C. for graft polymerization. When the graft ratio of the obtained particles was evaluated, it was 407%. Further, the particles are immersed and stirred in an aqueous solution of N-methylglucamine under the condition of 80 ° C., an addition reaction of N-methylglucamine is performed, and an ethylene-vinyl alcohol-based graft grafted with the target N-methylglucamine group is obtained. A copolymer was obtained. When the amount of N-methylglucamine group introduced was evaluated, it was 2.6 mmol / g. The obtained ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer was classified into particles having a particle diameter of 2360 μm to 2800 μm using a sieve, and the amount of boron adsorbed was evaluated. The particle composition is shown in Table 1, and the adsorption results are shown in Table 2.

[実施例2]
市販のエチレン−ビニルアルコール系共重合体(株式会社クラレ製、「E105」、MFR13g/10分)を粉砕し、篩を用いて粒子径212μm〜425μmの粒子を作製した。該粒子に30kGyの電離放射線を照射し、空気中、25℃で1時間放置した後、80℃窒素置換したグリシジルメタクリレートのイソプロパノール溶液に浸漬攪拌しグラフト重合を実施した。得られた粒子のグラフト率を評価したところ128%であった。さらに、該粒子を80℃条件下でN−メチルグルカミン水溶液に浸漬攪拌し、N−メチルグルカミンの付加反応を実施し、目的のN−メチルグルカミン基がグラフトしたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を得た。N−メチルグルカミン基の導入量を評価したところ、1.6mmol/gであった。得られたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を、篩を用いて粒子径212μm〜500μmの粒子に分級し、ホウ素の吸着量を評価した。粒子組成を表1、吸着結果を表2に示す。
[Example 2]
A commercially available ethylene-vinyl alcohol copolymer (“E105” manufactured by Kuraray Co., Ltd., MFR 13 g / 10 min) was pulverized, and particles having a particle size of 212 μm to 425 μm were prepared using a sieve. The particles were irradiated with ionizing radiation of 30 kGy, allowed to stand in air at 25 ° C. for 1 hour, and then immersed and stirred in an isopropanol solution of glycidyl methacrylate substituted with nitrogen at 80 ° C. for graft polymerization. When the graft ratio of the obtained particles was evaluated, it was 128%. Further, the particles are immersed and stirred in an aqueous solution of N-methylglucamine under the condition of 80 ° C., an addition reaction of N-methylglucamine is carried out, and an ethylene-vinyl alcohol-based graft grafted with the target N-methylglucamine group A copolymer was obtained. When the amount of N-methylglucamine group introduced was evaluated, it was 1.6 mmol / g. The obtained ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer was classified into particles having a particle diameter of 212 μm to 500 μm using a sieve, and the amount of boron adsorbed was evaluated. The particle composition is shown in Table 1, and the adsorption results are shown in Table 2.

[実施例3]
市販のエチレン−ビニルアルコール系共重合体(株式会社クラレ製、「G156」、MFR15g/10分)90質量部とビニルアルコール系重合体(株式会社クラレ製、PVA217)10質量部をラボプラストミルにて溶融混練した後、溶融物を冷却固化させたコンパウンドを粉砕し、篩を用いて粒子径212μm〜425μmの粒子を作製した。さらに得られた粒子を熱水中で処理しビニルアルコール系重合体を抽出し、多孔質なエチレン−ビニルアルコール系共重合体粒子を得た。該多孔質粒子の細孔長径の平均値は0.95μmであった。該多孔質粒子に100kGyの電離放射線を照射し、空気中、25℃で1時間放置した後、80℃窒素置換したグリシジルメタクリレートのイソプロパノール溶液に浸漬攪拌しグラフト重合を実施した。得られた粒子のグラフト率を評価したところ370%であった。さらに、該粒子を80℃条件下で、N−メチルグルカミン水溶液に浸漬攪拌し、N−メチルグルカミンの付加反応を行い、目的のN−メチルグルカミン基がグラフトしたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を得た。N−メチルグルカミン基の導入量を評価したところ、2.3mmol/gであった。得られたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を、篩を用いて粒子径212μm〜500μmの粒子に分級し、ホウ素の吸着量を評価した。粒子組成を表1、吸着結果を表2に示す。
[Example 3]
Laboplast mills 90 parts by mass of commercially available ethylene-vinyl alcohol copolymer (Kuraray Co., Ltd., “G156”, MFR 15 g / 10 min) and 10 parts by mass of vinyl alcohol polymer (Kuraray Co., Ltd., PVA217). After melt-kneading, the compound obtained by cooling and solidifying the melt was pulverized, and particles having a particle diameter of 212 μm to 425 μm were produced using a sieve. Further, the obtained particles were treated in hot water to extract a vinyl alcohol polymer, and porous ethylene-vinyl alcohol copolymer particles were obtained. The average pore long diameter of the porous particles was 0.95 μm. The porous particles were irradiated with ionizing radiation of 100 kGy, allowed to stand in air at 25 ° C. for 1 hour, and then immersed and stirred in an isopropanol solution of glycidyl methacrylate substituted with nitrogen at 80 ° C. for graft polymerization. When the graft ratio of the obtained particles was evaluated, it was 370%. Further, the particles are immersed and stirred in an aqueous solution of N-methylglucamine under the condition of 80 ° C., an addition reaction of N-methylglucamine is performed, and an ethylene-vinyl alcohol-based graft grafted with the target N-methylglucamine group is obtained. A copolymer was obtained. When the amount of N-methylglucamine group introduced was evaluated, it was 2.3 mmol / g. The obtained ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer was classified into particles having a particle diameter of 212 μm to 500 μm using a sieve, and the amount of boron adsorbed was evaluated. The particle composition is shown in Table 1, and the adsorption results are shown in Table 2.

[実施例4]
市販のエチレン−ビニルアルコール系共重合体(株式会社クラレ製、「F101」、MFR3.8g/10分)90質量部とビニルアルコール系重合体(株式会社クラレ製、「PVA205」)10質量部をラボプラストミルにて、溶融混練した後、溶融物を冷却固化させたコンパウンドを粉砕し、篩を用いて粒子径106μm〜212μmの粒子を作製した。さらに得られた粒子を熱水中でビニルアルコール系重合体を抽出し、多孔質なエチレン−ビニルアルコール系共重合体粒子を得た。該多孔質粒子の細孔長径の平均値は0.27μmであった。該多孔質粒子に100kGyの電離放射線を照射し、空気中、25℃で1時間放置した後、80℃窒素置換したグリシジルメタクリレートのイソプロパノール溶液に浸漬攪拌しグラフト重合を実施した。得られた粒子のグラフト率を評価したところ371%であった。さらに、該粒子を80℃条件下で、N−メチルグルカミン水溶液に浸漬攪拌し、N−メチルグルカミンの付加反応を行い、目的のN−メチルグルカミン基がグラフトしたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を得た。N−メチルグルカミン基の導入量を評価したところ、2.4mmol/gであった。得られたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を、篩を用いて粒子径212μm〜500μmの粒子に分級し、ホウ素の吸着量を評価した。粒子組成を表1、吸着結果を表2に示す。
[Example 4]
90 parts by mass of a commercially available ethylene-vinyl alcohol copolymer (Kuraray Co., Ltd., “F101”, MFR 3.8 g / 10 min) and 10 parts by mass of a vinyl alcohol polymer (Kuraray Co., Ltd., “PVA205”) After melt-kneading in a lab plast mill, the compound obtained by cooling and solidifying the melt was pulverized, and particles having a particle size of 106 μm to 212 μm were prepared using a sieve. Furthermore, the vinyl alcohol polymer was extracted from the obtained particles in hot water to obtain porous ethylene-vinyl alcohol copolymer particles. The average pore long diameter of the porous particles was 0.27 μm. The porous particles were irradiated with ionizing radiation of 100 kGy, allowed to stand in air at 25 ° C. for 1 hour, and then immersed and stirred in an isopropanol solution of glycidyl methacrylate substituted with nitrogen at 80 ° C. for graft polymerization. When the graft ratio of the obtained particles was evaluated, it was 371%. Further, the particles are immersed and stirred in an aqueous solution of N-methylglucamine under the condition of 80 ° C., an addition reaction of N-methylglucamine is performed, and an ethylene-vinyl alcohol-based graft grafted with the target N-methylglucamine group is obtained. A copolymer was obtained. When the amount of N-methylglucamine group introduced was evaluated, it was 2.4 mmol / g. The obtained ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer was classified into particles having a particle diameter of 212 μm to 500 μm using a sieve, and the amount of boron adsorbed was evaluated. The particle composition is shown in Table 1, and the adsorption results are shown in Table 2.

[実施例5]
市販のエチレン−ビニルアルコール系共重合体(株式会社クラレ製、「L104」、MFR8.9g/10分)80質量部とビニルアルコール系重合体(株式会社クラレ製、「PVA205」)20質量部をラボプラストミルにて、溶融混練した後、溶融物を冷却固化させたコンパウンドを粉砕し、篩を用いて粒子径300μm〜500μmの粒子を作製した。さらに得られた粒子を熱水中でビニルアルコール系重合体を抽出し、多孔質なエチレン−ビニルアルコール系共重合体粒子を得た。該多孔質粒子の細孔の長径の平均値は0.41μmであった。該多孔質粒子に20kGyの電離放射線を照射し、空気中、25℃で1時間放置した後、80℃窒素置換したグリシジルメタクリレートのイソプロパノール溶液に浸漬攪拌しグラフト重合を実施した。得られた粒子のグラフト率を評価したところ269%であった。さらに、該粒子を80℃条件下で、N−メチルグルカミン水溶液に浸漬攪拌し、N−メチルグルカミンの付加反応を行い、目的のN−メチルグルカミン基がグラフトしたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を得た。N−メチルグルカミン基の導入量を評価したところ、2.1mmol/gであった。得られたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を、篩を用いて粒子径212μm〜500μmの粒子に分級し、ホウ素の吸着量を評価した。粒子組成を表1、吸着結果を表2に示す。
[Example 5]
80 parts by mass of a commercially available ethylene-vinyl alcohol copolymer (Kuraray Co., Ltd., “L104”, MFR 8.9 g / 10 min) and 20 parts by mass of a vinyl alcohol polymer (Kuraray Co., Ltd., “PVA205”) After melt-kneading in a lab plast mill, the compound obtained by cooling and solidifying the melt was pulverized, and particles having a particle diameter of 300 μm to 500 μm were prepared using a sieve. Furthermore, the vinyl alcohol polymer was extracted from the obtained particles in hot water to obtain porous ethylene-vinyl alcohol copolymer particles. The average value of the major axis of the pores of the porous particles was 0.41 μm. The porous particles were irradiated with 20 kGy ionizing radiation, allowed to stand in air at 25 ° C. for 1 hour, and then immersed and stirred in an isopropanol solution of glycidyl methacrylate substituted with nitrogen at 80 ° C. for graft polymerization. When the graft ratio of the obtained particles was evaluated, it was 269%. Further, the particles are immersed and stirred in an aqueous solution of N-methylglucamine under the condition of 80 ° C., an addition reaction of N-methylglucamine is performed, and an ethylene-vinyl alcohol-based graft grafted with the target N-methylglucamine group is obtained. A copolymer was obtained. When the amount of N-methylglucamine group introduced was evaluated, it was 2.1 mmol / g. The obtained ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer was classified into particles having a particle diameter of 212 μm to 500 μm using a sieve, and the amount of boron adsorbed was evaluated. The particle composition is shown in Table 1, and the adsorption results are shown in Table 2.

[実施例6]
市販のエチレン−ビニルアルコール系共重合体(株式会社クラレ製、「G156」、MFR15g/10分)を粉砕し、篩を用いて粒子径300μm〜500μmの粒子を作製した。該粒子に20kGyの電離放射線を照射し、空気中、25℃で1時間放置した後、80℃窒素置換したグリシジルメタクリレートのイソプロパノール溶液に浸漬攪拌しグラフト重合を実施した。得られた粒子のグラフト率を評価したところ85%であった。さらに、該粒子を80℃条件下でN−メチルグルカミン水溶液に浸漬攪拌し、N−メチルグルカミンの付加反応を実施し、目的のN−メチルグルカミン基がグラフトしたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を得た。N−メチルグルカミン基の導入量を評価したところ、1.3mmol/gであった。得られたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を、篩を用いて粒子径425μm〜710μmの粒子に分級し、ホウ素の吸着量を評価した。粒子組成を表1、吸着結果を表2に示す。
[Example 6]
A commercially available ethylene-vinyl alcohol copolymer (Kuraray Co., Ltd., “G156”, MFR 15 g / 10 min) was pulverized, and particles having a particle diameter of 300 μm to 500 μm were prepared using a sieve. The particles were irradiated with 20 kGy ionizing radiation, allowed to stand in air at 25 ° C. for 1 hour, and then immersed and stirred in an isopropanol solution of glycidyl methacrylate substituted with nitrogen at 80 ° C. for graft polymerization. When the graft ratio of the obtained particles was evaluated, it was 85%. Further, the particles are immersed and stirred in an aqueous solution of N-methylglucamine under the condition of 80 ° C., an addition reaction of N-methylglucamine is carried out, and an ethylene-vinyl alcohol-based graft grafted with the target N-methylglucamine group A copolymer was obtained. When the amount of N-methylglucamine group introduced was evaluated, it was 1.3 mmol / g. The obtained ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer was classified into particles having a particle diameter of 425 μm to 710 μm using a sieve, and the amount of boron adsorbed was evaluated. The particle composition is shown in Table 1, and the adsorption results are shown in Table 2.

[比較例1]
市販のポリエチレン(株式会社プライムポリマー製、「7000F」)を粉砕し、篩を用いて粒子径212μm〜425μmの粒子を作製した。該粒子に200kGyの電離放射線を照射し、空気中、25℃で1時間放置した後、80℃窒素置換したグリシジルメタクリレートのイソプロパノール溶液に浸漬攪拌しグラフト重合を実施した。得られた粒子のグラフト率を評価したところ5%であった。さらに、該粒子を80℃条件下で、N−メチルグルカミン水溶液に浸漬攪拌し、N−メチルグルカミンの付加反応を行い、目的のN−メチルグルカミン基がグラフトしたポリエチレン系グラフト共重合体を得た。N−メチルグルカミン基の導入量を評価したところ、0.2mmol/gであった。得られたポリエチレン系グラフト共重合体を、篩を用いて粒子径425μm〜710μmの粒子に分級し、ホウ素の吸着量を評価した。粒子組成を表1、吸着結果を表2に示す。
[Comparative Example 1]
Commercially available polyethylene (manufactured by Prime Polymer Co., Ltd., “7000F”) was pulverized, and particles having a particle size of 212 μm to 425 μm were prepared using a sieve. The particles were irradiated with 200 kGy ionizing radiation, left in air at 25 ° C. for 1 hour, and then immersed in an isopropanol solution of glycidyl methacrylate substituted with nitrogen at 80 ° C. for graft polymerization. When the graft ratio of the obtained particles was evaluated, it was 5%. Further, the particles are immersed and stirred in an aqueous solution of N-methylglucamine under the condition of 80 ° C., an addition reaction of N-methylglucamine is carried out, and the target N-methylglucamine group grafted polyethylene-based graft copolymer Got. When the amount of N-methylglucamine group introduced was evaluated, it was 0.2 mmol / g. The obtained polyethylene-based graft copolymer was classified into particles having a particle diameter of 425 μm to 710 μm using a sieve, and the amount of boron adsorbed was evaluated. The particle composition is shown in Table 1, and the adsorption results are shown in Table 2.

[比較例2]
市販の結晶性セルロース粒子(旭化成ケミカルズ株式会社製、「セルフィアCP−203」)を、篩を用いて粒子径212μm〜300μmの粒子に分級し、イオン交換水に12時間浸漬した後、遠心脱水した。該粒子に20kGyの電離放射線を照射し、空気中、25℃で1時間放置した後、80℃窒素置換したグリシジルメタクリレートのイソプロパノール溶液に浸漬攪拌しグラフト重合を実施した。得られた粒子のグラフト率を評価したところ9%であった。さらに、該粒子を80℃条件下で、N−メチルグルカミン水溶液に浸漬攪拌し、N−メチルグルカミンの付加反応を行い、目的のN−メチルグルカミン基がグラフトしたセルロース系グラフト共重合体を得た。N−メチルグルカミン基の導入量を評価したところ、0.6mmol/gであった。得られたセルロース系グラフト共重合体を、篩を用いて粒子径212μm〜500μmの粒子に分級し、ホウ素の吸着量を評価した。粒子組成を表1、吸着結果を表2に示す。
[Comparative Example 2]
Commercially available crystalline cellulose particles (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation, “Selfia CP-203”) are classified into particles having a particle diameter of 212 μm to 300 μm using a sieve, immersed in ion-exchanged water for 12 hours, and then spin-dehydrated. . The particles were irradiated with 20 kGy ionizing radiation, allowed to stand in air at 25 ° C. for 1 hour, and then immersed and stirred in an isopropanol solution of glycidyl methacrylate substituted with nitrogen at 80 ° C. for graft polymerization. When the graft ratio of the obtained particles was evaluated, it was 9%. Further, the cellulose-based graft copolymer in which the target N-methylglucamine group is grafted by immersing and stirring the particles in an N-methylglucamine aqueous solution at 80 ° C. to perform addition reaction of N-methylglucamine. Got. When the amount of N-methylglucamine group introduced was evaluated, it was 0.6 mmol / g. The obtained cellulose-based graft copolymer was classified into particles having a particle diameter of 212 μm to 500 μm using a sieve, and the amount of boron adsorbed was evaluated. The particle composition is shown in Table 1, and the adsorption results are shown in Table 2.

Figure 2015030731
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Figure 2015030731
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実施例1〜5に示すように、エチレン−ビニルアルコール系共重合体を用いて電離放射線によるグラフト重合を実施した場合、電離放射線を照射後に室温で放置しても比較的安定にグラフト重合が進行し、N−メチルグルカミン基がグラフト鎖に導入されたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を得ることができた。また、得られたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体は、ほう素やヒ素などの半金属の吸着性を示した。   As shown in Examples 1 to 5, when graft polymerization by ionizing radiation was carried out using an ethylene-vinyl alcohol copolymer, the graft polymerization proceeded relatively stably even when left at room temperature after irradiation with ionizing radiation. Thus, an ethylene-vinyl alcohol graft copolymer having an N-methylglucamine group introduced into the graft chain could be obtained. Further, the obtained ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer showed adsorptivity of semimetals such as boron and arsenic.

比較例1および2のように、電離放射線を用いたグラフト重合で一般的に使用されるポリエチレンやセルロースを用いた場合、電離放射線照射後、室温で放置するとグラフト重合があまり進行しないという問題を有しており、工程管理が煩雑になる可能性があることが分かった。得られたグラフト共重合体の半金属の吸着性も低いものであった。   As in Comparative Examples 1 and 2, when polyethylene or cellulose commonly used in graft polymerization using ionizing radiation is used, there is a problem that graft polymerization does not proceed much if left at room temperature after irradiation with ionizing radiation. Therefore, it has been found that there is a possibility that the process management may become complicated. The obtained graft copolymer also had low metalloid adsorption.

本発明によれば、N−メチルグルカミン基がグラフト鎖に導入されたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体、および、その製造方法を提供する事ができる。また、得られたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体を用いて例えば、ホウ素やヒ素などの半金属を効率よく回収することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ethylene-vinyl alcohol type graft copolymer by which N-methylglucamine group was introduce | transduced into the graft chain, and its manufacturing method can be provided. Moreover, for example, semimetals such as boron and arsenic can be efficiently recovered using the obtained ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer.

以上の通り、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の追加、変更または削除が可能であり、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。   As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described. However, various additions, modifications, or deletions are possible without departing from the spirit of the present invention, and such modifications are also included in the scope of the present invention. It is.

Claims (12)

エチレン−ビニルアルコール系共重合体で構成された基材成分と、
この基材成分に対して導入されているN−メチルグルカミン基を有するグラフト鎖とで構成されたエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体。
A base material component composed of an ethylene-vinyl alcohol copolymer;
An ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer composed of a graft chain having an N-methylglucamine group introduced to the base material component.
請求項1に記載のグラフト共重合体において、N−メチルグルカミン基の導入量が0.7mmol/g以上であるエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体。   The graft copolymer according to claim 1, wherein the amount of N-methylglucamine group introduced is 0.7 mmol / g or more. 請求項1または2に記載のグラフト共重合体が多孔質体であるエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体。   An ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer, wherein the graft copolymer according to claim 1 or 2 is a porous body. 請求項3に記載のグラフト共重合体において、多孔質体の表面に形成された細孔の長径が0.01μm〜20μmであるエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体粒子。   The graft copolymer of Claim 3 WHEREIN: The ethylene-vinyl alcohol type graft copolymer particle whose major axis of the pore formed in the surface of a porous body is 0.01 micrometer-20 micrometers. 請求項1〜4のいずれか一項に記載のグラフト共重合体において、粒子径が30μm〜5000μmの粒子状であるエチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体。   The graft copolymer as described in any one of Claims 1-4 WHEREIN: The ethylene-vinyl alcohol-type graft copolymer which is a particulate form with a particle diameter of 30 micrometers-5000 micrometers. エチレン−ビニルアルコール系共重合体を準備する工程(工程A)と、前記エチレン−ビニルアルコール系共重合体に対して、メチルグルカミン基を有するグラフト鎖を導入することにより、メチルグルカミン基を有するグラフト鎖が導入されたグラフト共重合体を得る工程(工程B)と、を備える、エチレン−ビニルアルコール系グラフト共重合体の製造方法。   A step of preparing an ethylene-vinyl alcohol copolymer (step A), and introducing a graft chain having a methyl glucamine group into the ethylene-vinyl alcohol copolymer, the methyl glucamine group is introduced. And a step (Step B) for obtaining a graft copolymer into which the graft chain is introduced. A method for producing an ethylene-vinyl alcohol-based graft copolymer. 請求項6において、工程Aで準備するエチレン−ビニルアルコール系共重合体が、多孔質体である、グラフト共重合体の製造方法。   The method for producing a graft copolymer according to claim 6, wherein the ethylene-vinyl alcohol copolymer prepared in step A is a porous body. 請求項7に記載の製造方法において、工程Aは、エチレン−ビニルアルコール系共重合体と水溶性ポリマーとを溶融混合し、混合された溶融物を冷却固化させることにより、エチレン−ビニルアルコール系共重合体と水溶性ポリマーとを含む複合体を得る工程と、前記複合体から水溶性ポリマーを抽出、多孔質体を得る工程と、を備える、グラフト共重合体の製造方法。   8. The manufacturing method according to claim 7, wherein the step A includes melting and mixing the ethylene-vinyl alcohol copolymer and the water-soluble polymer, and cooling and solidifying the mixed melt, whereby the ethylene-vinyl alcohol copolymer. A method for producing a graft copolymer, comprising: obtaining a composite comprising a polymer and a water-soluble polymer; and extracting the water-soluble polymer from the composite to obtain a porous body. 請求項6〜8のいずれか一項に記載の製造方法において、工程Bで電離放射線を用いてグラフト鎖を導入する、グラフト共重合体の製造方法。   The method for producing a graft copolymer according to any one of claims 6 to 8, wherein a graft chain is introduced using ionizing radiation in Step B. 請求項9に記載の製造方法における工程Bにおいて、電離放射線を照射後、室温の空気中に照射物を所定時間放置できる、グラフト共重合体の製造方法。   The process for producing a graft copolymer, wherein, in Step B of the production method according to claim 9, after irradiation with ionizing radiation, the irradiated product can be left in air at room temperature for a predetermined time. 請求項8〜10のいずれか一項に記載の製造方法において、水溶性ポリマーがポリビニルアルコールである、グラフト共重合体の製造方法。   The manufacturing method of the graft copolymer as described in any one of Claims 8-10 whose water-soluble polymer is polyvinyl alcohol. 請求項1〜5のいずれか一項に記載のグラフト共重合体を用いてなる半金属吸着材。   The metalloid adsorbent which uses the graft copolymer as described in any one of Claims 1-5.
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