JP2016186058A

JP2016186058A - 水溶性高分子

Info

Publication number: JP2016186058A
Application number: JP2015067642A
Authority: JP
Inventors: 有光竹本; Arimitsu Takemoto
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 2015-03-27
Filing date: 2015-03-27
Publication date: 2016-10-27

Abstract

【課題】凝集性能に優れる水溶性高分子の提供。【解決手段】アクリルアミドとアクリロニトリルからなる共重合物と超原子価ヨウ素化合物とを酸性条件下で加熱処理して得られる、アンモニウム塩を置換基として持つ窒素を含む複素環で示される構造単位、アクリルアミドで示される構造単位、アクリルニトリルで示される構造単位、アンモニウム塩で示される構造単位、およびカルボン金属塩で示される構造単位を含み、且つアンモニウム塩を置換基として持つ窒素を含む複素環で示される構造単位が２０モル％以上であることを特徴とする水溶性高分子。【選択図】なし

Description

本発明は、凝集性能に優れるポリアミジン系の水溶性高分子に関するものである。

アミジン型水溶性高分子は、その高いカチオン密度によって有機汚泥に対して効率的に吸着し、脱水性に優れた強固なフロックを形成することができ、腐敗が進行した難脱水性の汚泥に対する凝集剤として特に有効であることが知られている。

従来、アミジン型水溶性高分子の製造は、ビニルホルムアミドとアクリロニトリルとの共重合体を酸性処理することによりホルムアミド基をアミノ基へ化学変性し、その後、加熱処理することにより隣接するニトリル基と分子内環化させて、高分子鎖にアミジン環を形成させていた。この方法は、アミノ基を効率的に形成させることができることから高アミジン化が容易であり、副生物も少なく優れた製造方法であると言える（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、原料モノマーの一つであるビニルホルムアミドが極めて高価であることから、その製造コストを低減することは難しいとされてきた。

一方、低コストのアミジン型水溶性高分子の製造方法として、特許文献２に記載の方法が提案されている。この方法は、安価なアクリルアミドとアクリロニトリルを原料としてベースとなるポリマーを重合し、これを次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤と苛性ソーダ等のアルカリを用いるホフマン反応によってアミド基をアミノ基へ変性した後、上記の方法と同様に酸性処理、加熱処理によってアミジン環を形成させる方法である。

特許第２６２４０８９号公報特許第５０５７７７３号公報

しかしながら、特許文献２で提案された方法では、過酷な塩基性条件下で酸化剤を用いてホフマン反応によりアミド基からアミノ基へと変性しているため、酸化剤による分子切断が生じ、得られる水溶性高分子の分子量が低くなり、凝集性能が低下するといった問題や、塩基性条件下でホフマン反応した後に中和、酸性化してアミジン化しているため、多量のアルカリや酸が必要となる上、多量の塩が副生するという問題が生じる。

そのため、水溶性高分子の凝集性能が必ずしも十分ではないといった課題や生産性が悪いといった課題があった。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定のポリアミジン系の水溶性高分子が凝集性能に優れることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明は、アクリルアミドとアクリロニトリルからなる共重合物と超原子価ヨウ素化合物とを酸性条件下で加熱処理して得られる、下記式（１）で示される構造単位、下記式（２）で示される構造単位、下記式（３）で示される構造単位、下記式（４）で示される構造単位、および下記式（５）で示される構造単位を含み、且つ下記式（１）で示される構造単位が２０モル％以上であることを特徴とする水溶性高分子に関するものである。

（ここで、上記式中、Ｍ^＋は陽イオンを表し、Ｘ⁻は陰イオンを表す。）
以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の水溶性高分子は、アクリルアミドとアクリロニトリルからなる共重合物と超原子価ヨウ素化合物とを酸性条件下で加熱処理して得られる、下記式（１）で示される構造単位、下記式（２）で示される構造単位、下記式（３）で示される構造単位、下記式（４）で示される構造単位、および下記式（５）で示される構造単位を含み、且つ下記式（１）で示される構造単位が２０モル％以上であることを特徴とするものである。

本発明の水溶性高分子は、下記式（１）で示される構造単位、下記式（２）で示される構造単位、下記式（３）で示される構造単位、下記式（４）で示される構造単位、および下記式（５）で示される構造単位を含み、優れた凝集性能が得られることから、下記式（１）で示される構造単位を２０モル％以上含むものであり、２５モル％以上含むことが好ましい。

本発明の水溶性高分子の製造に用いるアクリルアミドとアクリロニトリルからなる共重合物は、アクリルアミドとアクリロニトリルからなる共重合物であれば如何なるものでも使用することができるが、凝集性能と生産性の観点より、アクリルアミドを４０モル％以上８０モル％未満含み、残部がアクリロニトリルである共重合物が好ましく、アクリルアミドを５０モル％以上７０モル％未満含み、残部がアクリロニトリルである共重合物がさらに好ましい。

アクリルアミドとアクリロニトリルとの共重合は、従来知られている溶液重合、乳化重合、懸濁重合、分散重合等の方法を用いることができる。その際、重合温度は、特に限定するものではないが、例えば、０〜７０℃の範囲から選択することができる。また、モノマー濃度は、特に限定するものではないが、例えば、１〜６０重量％の範囲から選択することができる。

共重合反応を行うためのラジカル重合開始剤としては、油溶性開始剤、水溶性開始剤ともに使用することができるが、モノマーの親水性が比較的高いので、水溶性開始剤を使用する方がより好ましい。水溶性開始剤としては、アゾ系として２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩化水素化物、２，２’−アゾビス〔２−（５−メチル−２−イミダゾリン−２−イル）プロパン〕二塩化水素化物、４，４’−アゾビス（４−シアノ吉草酸）等を挙げることができる。また、過酸化物系としてはペルオクソ二硫酸アンモニウム、ペルオクソ二硫酸カリウム、過酸化水素等を挙げることができ、それぞれを単独または組み合わせて使用することができる。過酸化物系に対しては、より低温で重合を進めるため、亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム等の還元剤との組合せによるレドックス開始剤系の構築も適用できる。

得られた共重合物は、超原子価ヨウ素化合物とともに酸性条件下で加熱処理することにより、アミド基をアミノ基に変性し、生じたアミノ基は隣接するニトリル基と環化してアミジン環を形成することができる。

本発明の水溶性高分子に用いる超原子価ヨウ素化合物は、分子内に３配位、５配位、７配位または８配位の超原子価のヨウ素を含むものならば如何なるものでも使用することができ、例えば、［ビス（トリフルオロアセトキシ）ヨード］ベンゼン、［ビス（トリフルオロアセトキシ）ヨード］ペンタフルオロベンゼン、ビス（２，４，６−トリメチルピリジン）ヨードニウムヘキサフルオロホスファート、ヨードベンゼンジアセタート、デス−マーチンペルヨージナン等を挙げることができ、反応性や生産性の観点より、［ビス（トリフルオロアセトキシ）ヨード］ベンゼン、［ビス（トリフルオロアセトキシ）ヨード］ペンタフルオロベンゼン、ビス（２，４，６−トリメチルピリジン）ヨードニウムヘキサフルオロホスファートが好ましい。

本発明の水溶性高分子に用いる超原子価ヨウ素化合物の配合量は、特に限定されるものではないが、凝集性能に優れることから、共重合体中のアクリルアミド単位に対して０．４〜１．５重量部が好ましく、０．６〜１．２重量部がさらに好ましい。

アクリルアミドとアクリロニトリルからなる共重合物と超原子価ヨウ素化合物を反応させる際の条件は、如何なるものでも用いることができ、特に制限されるものではないが、例えば、重合して得られたアクリルアミドとアクリロニトリルからなる共重合物のポリマー懸濁液に超原子価ヨウ素化合物を加えて酸性下で加熱する方法や、重合して得られたアクリルアミドとアクリロニトリルからなる共重合物を単離した後、溶媒中に投入し、超原子価ヨウ素化合物を加えて酸性下で加熱する方法等が挙げられる。

アクリルアミドとアクリロニトリルからなる共重合物と超原子価ヨウ素を反応させる際の温度は、特に限定されるものではないが、反応速度や熱安定性の観点より、２５〜１００℃が好ましく、４０〜９０℃がさらに好ましい。

アクリルアミドとアクリロニトリルからなる共重合物と超原子価ヨウ素化合物とを反応させる際、酸性条件下であることが好ましく、使用する酸としては、塩酸、硫酸、リン酸、硝酸、ギ酸、酢酸、クエン酸等を挙げることができるが、塩酸が特に好ましい。

アクリルアミドとアクリロニトリルからなる共重合物と超原子価ヨウ素化合物とを反応させる際の溶媒は、一般に溶剤として使用されるものならば如何なるものでも使用することができ、特に限定されるものではないが、溶解性や経済性の観点より水が好ましい。

以下に実施例に基づき本発明をさらに詳しく説明する。尚、用いた試薬等は断りのない限り市販品を用いた。

＜酸化剤（Ａ）＞
酸化剤（Ａ−１）：［ビス（トリフルオロアセトキシ）ヨード］ベンゼン（一般試薬）東京化成工業株式会社製。

酸化剤（Ａ−２）：［ビス（トリフルオロアセトキシ）ヨード］ペンタフルオロベンゼン（一般試薬）東京化成工業株式会社製。

酸化剤（Ａ−３）：ビス（２，４，６−トリメチルピリジン）ヨードニウムヘキサフルオロホスファート（一般試薬）東京化成工業株式会社製。

酸化剤（Ａ−４）：次亜臭素酸ナトリウム水溶液（一般試薬）濃度５％、キシダ化学株式会社製。

＜構造単位比率＞
試料中の構造単位比率は、^１３Ｃ−ＮＭＲのスペクトルから対応する各構造単位のピーク面積の比より含有量を算出した。

＜水溶液粘度＞
試料０．４ｇを精秤し、イオン交換水を加えて０．２重量％の水溶液２００ｇを調製した。この水溶液の２５℃でのＢ型粘度計５０ｒｐｍにおける粘度を測定した。

＜カチオン度＞
２００ｍｌビーカーにイオン交換水９０ｍｌをとり、５００ｐｐｍの試料水溶液を加えた後、塩酸水溶液でｐＨを４．０とし、約１分間撹拌した。このようにして調製した測定試料に、トルイジンブルー指示薬を３〜５滴加え、Ｎ／４００ポリビニル硫酸カリウム試薬（Ｎ／４００ＰＶＳＫ）で滴定し、カチオン度を算出した。

＜凝集試験＞
活性汚泥処理した工業排水（固形分０．２４％、ｐＨ８．１）１００ｇを２００ｍｌビーカーに計量し、０．２重量％の水溶性高分子水溶液１０ｇを添加した。長さ３ｃｍの回転子を入れ、マグネティックスターラーにより１０００ｒｐｍで１０秒間撹拌し、３０秒静置した後、直径７ｃｍの３００メッシュのろ布でろ過した。ろ布上に回収された凝集物の凝集状態を目視評価し、凝集性の指標とした。

（判定基準）
○：大きな凝集塊が、ろ布上に数個分散。

×：懸濁粒子がろ布を通過し、ろ布上に凝集粒子をほとんど観察できない状態。

実施例１
撹拌機と冷却管を備えた３００ｍｌの四つ口フラスコに、アクリルアミド３０．０５ｇ（４２３ｍｍｏｌ）とアクリロニトリル１４．９５ｇ（２８２ｍｍｏｌ）とイオン交換水１８０．０ｇを仕込み、窒素気流下で１時間撹拌し、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩化水素化物の２重量％水溶液４．５ｇをフラスコ内に注入し、４０℃で２４時間重合させた。その後、５５℃に昇温し、さらに６時間重合を継続し、ポリマー懸濁液を得た。得られたポリマー懸濁液の固形分濃度は１９．６重量％、転化率は９８％であった。

得られたポリマー懸濁液１５．０ｇ（固形分２．９４ｇ、アクリルアミド含有量６０モル％）を撹拌機と冷却管を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコに計り取り、イオン交換水１００ｇで希釈した。このポリマー懸濁液に、酸化剤（Ａ−１）をポリマー中のアクリルアミドに対して１．２当量部（１３．３ｇ）と７．２重量％の塩酸２２．７ｇを加えて酸性化し、６０℃で６時間加熱した。その後、８５℃に昇温し、さらに４時間加熱した。反応終了後、反応溶液にアセトンを加えてポリマーを沈殿させ、真空乾燥することにより黄土色のポリマー（２．８ｇ）を得た。

得られたポリマーを^１３Ｃ−ＮＭＲを用いて各繰り返し単位の比率を算出した結果、上記式（１）で示される構造単位が４５モル％、上記式（２）で示される構造単位が１０モル％、上記式（３）で示される構造単位が１７モル％、上記式（４）で示される構造単位が２６モル％、および上記式（５）で示される構造単位が２モル％と解析された。水溶液粘度、カチオン度および凝集試験の評価結果を表１に示す。得られたポリマーは水溶液粘度およびカチオン度が高く、優れた凝集性能を示した。

実施例２
実施例１で得られたポリマー懸濁液１５．０ｇ（固形分２．９４ｇ、アクリルアミド含有量６０モル％）を撹拌機と冷却管を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコに計り取り、イオン交換水１００ｇで希釈した。このポリマー懸濁液に、酸化剤（Ａ−１）をポリマー中のアクリルアミドに対して０．６当量部（６．６３ｇ）と７．２重量％の塩酸２２．７ｇ）を加えて酸性化し、６０℃で４時間加熱した。その後、８５℃に昇温し、さらに４時間加熱した。反応終了後、反応溶液にアセトンを加えてポリマーを沈殿させ、真空乾燥することにより黄土色のポリマー（２．６ｇ）を得た。

得られたポリマーを^１３Ｃ−ＮＭＲを用いて各繰り返し単位の比率を算出した結果、上記式（１）で示される構造単位が３０モル％、上記式（２）で示される構造単位が２４モル％、上記式（３）で示される構造単位が２５モル％、上記式（４）で示される構造単位が２０モル％、および上記式（５）で示される構造単位が１モル％と解析された。水溶液粘度、カチオン度および凝集試験の評価結果を表１に示す。得られたポリマーは水溶液粘度およびカチオン度が高く、優れた凝集性能を示した。

実施例３
撹拌機と冷却管を備えた３００ｍｌの四つ口フラスコに、アクリルアミド３７．９２ｇ（５３３ｍｍｏｌ）とアクリロニトリル７．０８ｇ（１３３ｍｍｏｌ）とイオン交換水１８０．０ｇを仕込み、窒素気流下で１時間撹拌し、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩化水素化物の２重量％水溶液４．５ｇをフラスコ内に注入し、４０℃で２４時間重合させた。その後、５５℃に昇温し、さらに６時間重合を継続し、ポリマー懸濁液を得た。得られたポリマー懸濁液の固形分濃度は１９．０重量％、転化率は９５％であった。

得られたポリマー懸濁液１５．０ｇ（固形分２．８５ｇ、アクリルアミド含有量８０モル％）を撹拌機と冷却管を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコに計り取り、イオン交換水１００ｇで希釈した。このポリマー懸濁液に、酸化剤（Ａ−２）をポリマー中のアクリルアミドに対して１．４当量部（１８．１ｇ）と７．２重量％の塩酸２２．１ｇを加えて酸性化し、６０℃で８時間加熱した。その後、８５℃に昇温し、さらに４時間加熱した。反応終了後、反応溶液にアセトンを加えてポリマーを沈殿させ、真空乾燥することにより黄土色のポリマー（２．８ｇ）を得た。

得られたポリマーを^１３Ｃ−ＮＭＲを用いて各繰り返し単位の比率を算出した結果、上記式（１）で示される構造単位が３２モル％、上記式（２）で示される構造単位が２０モル％、上記式（３）で示される構造単位が６モル％、上記式（４）で示される構造単位が３８モル％、および上記式（５）で示される構造単位が４モル％と解析された。水溶液粘度、カチオン度および凝集試験の評価結果を表１に示す。得られたポリマーは水溶液粘度およびカチオン度が高く、優れた凝集性能を示した。

実施例４
撹拌機と冷却管を備えた３００ｍｌの四つ口フラスコに、アクリルアミド２１．２３ｇ（２９９ｍｍｏｌ）とアクリロニトリル２３．７７ｇ（４４８ｍｍｏｌ）とイオン交換水１８０．０ｇを仕込み、窒素気流下で１時間撹拌し、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩化水素化物の２重量％水溶液４．５ｇをフラスコ内に注入し、４０℃で２４時間重合させた。その後、５５℃に昇温し、さらに６時間重合を継続し、ポリマー懸濁液を得た。得られたポリマー懸濁液の固形分濃度は１９．２重量％、転化率は９６％であった。

得られたポリマー懸濁液１５．０ｇ（固形分２．８８ｇ、アクリルアミド含有量４０モル％）を撹拌機と冷却管を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコに計り取り、イオン交換水１００ｇで希釈した。このポリマー懸濁液に、酸化剤（Ａ−３）をポリマー中のアクリルアミドに対して１．２当量部（１５．５ｇ）と７．２重量％の塩酸２２．３ｇを加えて酸性化し、４０℃で１０時間加熱した。その後、８５℃に昇温し、さらに４時間加熱した。反応終了後、反応溶液にアセトンを加えてポリマーを沈殿させ、真空乾燥することにより黄土色のポリマー（２．７ｇ）を得た。

得られたポリマーを^１３Ｃ−ＮＭＲを用いて各繰り返し単位の比率を算出した結果、上記式（１）で示される構造単位が２３モル％、上記式（２）で示される構造単位が５モル％、上記式（３）で示される構造単位が３７モル％、上記式（４）で示される構造単位が３４モル％、および上記式（５）で示される構造単位が１モル％と解析された。水溶液粘度、カチオン度および凝集試験の評価結果を表１に示す。得られたポリマーは水溶液粘度およびカチオン度が高く、優れた凝集性能を示した。

比較例１
実施例１で得られたポリマー懸濁液１５．０ｇ（固形分２．９４ｇ、アクリルアミド含有量６０モル％）を撹拌機と冷却管を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコに計り取り、イオン交換水１００ｇで希釈した。このポリマー懸濁液に、酸化剤（Ａ−４）をポリマー中のアクリルアミドに対して１．５当量部（９６．５ｇ）と７．２重量％の塩酸２２．７ｇを加えて酸性化し、６０℃で６時間加熱した。その後、８５℃に昇温し、さらに４時間加熱した。反応終了後、反応溶液にアセトンを加えてポリマーを沈殿させ、真空乾燥することにより濃赤色のポリマー（３．０ｇ）を得た。

得られたポリマーは水に不溶であり、^１３Ｃ−ＮＭＲによる構造解析、水溶液粘度、カチオン度および凝集性能を評価することができなかった。

比較例２
撹拌機と冷却管を備えた３００ｍｌの四つ口フラスコに、アクリルアミド４１．５５ｇ（５８４ｍｍｏｌ）とアクリロニトリル３．４５ｇ（６５ｍｍｏｌ）とイオン交換水１８０．０ｇを仕込み、窒素気流下で１時間撹拌し、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩化水素化物の２重量％水溶液４．５ｇをフラスコ内に注入し、４０℃で２４時間重合させた。その後、５５℃に昇温し、さらに６時間重合を継続し、ポリマー懸濁液を得た。得られたポリマー懸濁液の固形分濃度は１７．０重量％、転化率は８５％であった。

得られたポリマー懸濁液１５．０ｇ（固形分２．５５ｇ、アクリルアミド含有量９０モル％）を撹拌機と冷却管を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコに計り取り、イオン交換水１００ｇで希釈した。このポリマー懸濁液に、酸化剤（Ａ−１）をポリマー中のアクリルアミドに対して１．２当量部（１７．１ｇ）と７．２重量％の塩酸１９．７ｇを加えて酸性化し、６０℃で６時間加熱した。その後、８５℃に昇温し、さらに４時間加熱した。反応終了後、反応溶液にアセトンを加えてポリマーを沈殿させ、真空乾燥することにより黄土色のポリマー（２．２ｇ）を得た。

得られたポリマーを^１３Ｃ−ＮＭＲを用いて各繰り返し単位の比率を算出した結果、上記式（１）で示される構造単位が１１モル％、上記式（２）で示される構造単位が１９モル％、上記式（３）で示される構造単位が６モル％、上記式（４）で示される構造単位が５４モル％、および上記式（５）で示される構造単位が１０モル％と解析された。水溶液粘度、カチオン度および凝集試験の評価結果を表１に示す。得られたポリマーは水溶液粘度およびカチオン度が低く、凝集性能に劣った。

比較例３
撹拌機と冷却管を備えた３００ｍｌの四つ口フラスコに、アクリルアミド１６．４１ｇ（２３１ｍｍｏｌ）とアクリロニトリル２８．５９ｇ（５３９ｍｍｏｌ）とイオン交換水１８０．０ｇを仕込み、窒素気流下で１時間撹拌し、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）二塩化水素化物の２重量％水溶液４．５ｇをフラスコ内に注入し、４０℃で２４時間重合させた。その後、５５℃に昇温し、さらに６時間重合を継続し、ポリマー懸濁液を得た。得られたポリマー懸濁液の固形分濃度は１９．５重量％、転化率は９８％であった。

得られたポリマー懸濁液１５．０ｇ（固形分２．９２ｇ、アクリルアミド含有量３０モル％）を撹拌機と冷却管を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコに計り取り、イオン交換水１００ｇで希釈した。このポリマー懸濁液に、酸化剤（Ａ−２）をポリマー中のアクリルアミドに対して１．０当量部（１５．９ｇ）と７．２重量％の塩酸２２．６ｇを加えて酸性化し、６０℃で６時間加熱した。その後、８５℃に昇温し、さらに４時間加熱した。反応終了後、反応溶液にアセトンを加えてポリマーを沈殿させ、真空乾燥することにより黄土色のポリマー（２．４ｇ）を得た。

得られたポリマーを^１３Ｃ−ＮＭＲを用いて各繰り返し単位の比率を算出した結果、上記式（１）で示される構造単位が１４モル％、上記式（２）で示される構造単位が６モル％、上記式（３）で示される構造単位が６７モル％、上記式（４）で示される構造単位が１２モル％、および上記式（５）で示される構造単位が１モル％と解析された。水溶液粘度、カチオン度および凝集試験の評価結果を表１に示す。得られたポリマーは水溶液粘度およびカチオン度が低く、凝集性能に劣った。

比較例４
実施例１で得られたポリマー懸濁液１５．０ｇ（固形分２．９４ｇ、アクリルアミド含有量６０モル％）を撹拌機と冷却管を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコに計り取り、イオン交換水１００ｇで希釈した。このポリマー懸濁液に、７．２重量％の塩酸７．５ｇを加えて酸性化し、６０℃で６時間加熱した。その後、８５℃に昇温し、さらに４時間加熱した。反応終了後、反応溶液にアセトンを加えてポリマーを沈殿させ、真空乾燥することにより白色のポリマー（２．４ｇ）を得た。

得られたポリマーを^１３Ｃ−ＮＭＲを用いて各繰り返し単位の比率を算出した結果、上記式（１）で示される構造単位が０モル％、上記式（２）で示される構造単位が６０モル％、上記式（３）で示される構造単位が４０モル％、上記式（４）で示される構造単位が０モル％、および上記式（５）で示される構造単位が０モル％と解析された。得られたポリマーは水に不溶であり、水溶液粘度、カチオン度および凝集性能を評価することができなかった。

比較例５
実施例１で得られたポリマー懸濁液１５．０ｇ（固形分２．９４ｇ、アクリルアミド含有量６０モル％）を撹拌機と冷却管を備えた２００ｍｌの四つ口フラスコに計り取り、イオン交換水１００ｇで希釈した。このポリマー懸濁液に、酸化剤（Ａ−１）をポリマー中のアクリルアミドに対して０．３当量部（２８．９ｇ）と７．２重量％の塩酸２２．７ｇを加えて酸性化し、６０℃で６時間加熱した。その後、８５℃に昇温し、さらに４時間加熱した。反応終了後、反応溶液にアセトンを加えてポリマーを沈殿させ、真空乾燥することにより濃赤色のポリマー（２．８ｇ）を得た。

得られたポリマーを^１３Ｃ−ＮＭＲを用いて各繰り返し単位の比率を算出した結果、上記式（１）で示される構造単位が４モル％、上記式（２）で示される構造単位が５２モル％、上記式（３）で示される構造単位が３６モル％、上記式（４）で示される構造単位が７モル％、および上記式（５）で示される構造単位が１モル％と解析された。得られたポリマーは水に不溶であり、水溶液粘度、カチオン度および凝集性能を評価することができなかった。

本発明の水溶性高分子は、水溶液粘度およびカチオン度が高く、剛直なアミジン骨格を主鎖中に有して凝集性能に優れるため、各種産業排水や汚泥処理および下水汚泥処理に用いる高分子凝集剤として有用である。

Claims

アクリルアミドとアクリロニトリルからなる共重合物と超原子価ヨウ素化合物とを酸性条件下で加熱処理して得られる、下記式（１）で示される構造単位、下記式（２）で示される構造単位、下記式（３）で示される構造単位、下記式（４）で示される構造単位、および下記式（５）で示される構造単位を含み、且つ下記式（１）で示される構造単位が２０モル％以上であることを特徴とする水溶性高分子。

（ここで、上記式中、Ｍ^＋は陽イオンを表し、Ｘ⁻は陰イオンを表す。）
アクリルアミドとアクリロニトリルからなる共重合物が、アクリルアミドを４０モル％以上８０モル％未満含み、残部がアクリロニトリルであることを特徴とする請求項１に記載の水溶性高分子。
超原子価ヨウ素化合物が、［ビス（トリフルオロアセトキシ）ヨード］ベンゼン、［ビス（トリフルオロアセトキシ）ヨード］ペンタフルオロベンゼン、およびビス（２，４，６−トリメチルピリジン）ヨードニウムヘキサフルオロホスファートの群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水溶性高分子。