JP2017025331A - 向上したnvfコポリマープロセス - Google Patents

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Abstract

【課題】ゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析における本質的に1個のピークにより証明される単峰性分子量分布を有する水溶性コポリマーと、そのポリマーを製造するためのプロセスの提供。【解決手段】99〜1mol%のN−ビニルホルムアミド及び1〜99mol%の1種類以上のビニルC1−C10アルキルエステル類を共重合させ、次いで共重合した単位からのホルミル基の30〜100mol%までを加水分解してアミノ基を形成し、共重合した単位からのC1−C10アルキルエステル基の30〜100mol%までを加水分解してヒドロキシル基を形成することにより形成される水溶性コポリマー。ゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析において単峰性分子量を示す水溶性コポリマー【選択図】図1

Description

本発明は概してビニルアミンビニルアルコールコポリマーおよびビニルアミンビニルアルコールコポリマーを製造するための方法に関する。より詳細には、本当にランダムなビニルアミンビニルアルコールコポリマーおよび本当にランダムなビニルアミンビニルアルコールコポリマーを製造するための方法。
アミン官能性(functionality)を含む水溶性ポリマーは一般に多くの適用において有用である。特定の適用に関して特に魅力的なポリマーは、低いが制御可能なレベルのアミン官能性を有するビニルアルコールコポリマーであろう。
アミン官能性ポリビニルアルコール(PVOH)の調製における以前の試みは、ビニルアセテートおよびN−ビニル−O−t−ブチルカルバメートまたはN−ビニルアセトアミドのどちらかのコポリマー類を加水分解することを含む。そのカルバメートモノマーは長くて費用のかかる合成により調製され、水の存在下で加水分解して非常に有毒なアジリジンになることが報告されている。両方の場合において、ポリ(ビニルアセテート)構成要素はメタノール性または水性塩基により加水分解された。カルバメートの場合では、ポリ(ビニルアルコール)−コ−ポリ(N−ビニル−O−t−ブチルカルバメート)の水溶液の、酸を用いた処理は、ポリ(ビニルアルコール)−コ−ポリ(ビニルアミン)酸塩を与えた。ポリ(N−ビニルアセトアミド)の加水分解は、高温において強酸を必要とすることが知られている。両方のアプローチがそのポリマーの比較的薄い水溶液を生成し、それは保管もしくは輸送に費用がかかり、またはその溶液からポリマーを単離するための費用のかかる追加の工程を必要とする。その水溶液はかなりの量のしばしば望ましくない塩類または酸も含む。当技術で既知の他の方法には、ビニルアセテートのN−ビニルアセトアミドとの共重合、およびコポリマーの、おそらくポリ(ビニルアルコール)−コ−ポリ(N−ビニルアセトアミドへの加水分解;ならびに、ビニルアセテートのN−ビニル−O−t−ブチルカルバメートとの共重合、およびコポリマーの加水分解が含まれる。
米国特許第4,255,548号は、エチレンのN−ビニルホルムアミドとの共重合および塩酸の作用によるそのコポリマーからの全てのホルミル基の除去により得られるエチレン/ビニルアミンコポリマー類を開示している。
ポリ(ビニルアミン)コポリマー類は、ビニルアミンの誘導体、例えばN−ビニルホルムアミドの(共)重合、およびそれに続く誘導体化してる基の除去により間接的に作られる。ポリ(N−ビニルホルムアミド)(pNVF)または類似のポリマー性中間体のpVAへの変換のための以前の方法は、強い塩基(米国特許第4,393,174号)または酸(米国特許第4,808,683号)のどちらかによる加水分解を必要とする。日本公開特許公報Jp 61 118406 (1984)は、室温における水性アンモニアまたはアルキルアミンの混合物によるpNVFの処理、それに続く水性水酸化ナトリウムまたはカリウムを用いた加水分解によるpVAの調製を開示している。
米国特許第4,421,602号は、pNVFの酸または塩基との反応によるコポリ(N−ビニルホルムアミドビニルアミン)の製造を開示している。水性水酸化ナトリウムまたはカリウムが好ましく、アンモニアまたはアミン類の使用が開示されているが、例証されていない。後者の場合において、ホルムアミド基類の対応するモノマー性ホルムアミド類としての除去が示されている。それぞれの場合において、pVAと共に無機性の連産品(coproduct)が形成され;塩基加水分解は誘導体化してる基のアルカリ金属塩
類(例えばギ酸ナトリウムまたはカリウム)をもたらし、一方で酸加水分解はpVAの対応する塩およびギ酸を与える。中和はpVAを与え、それは加水分解に用いた酸の塩および(ギ酸を除去しない限り)ギ酸塩を伴う。pVAの一部の適用は無機化合物の存在の影響を受けないが、接着剤およびコーティングにおける適用を含む多くの適用が、本質的に塩を含まないpVAを必要とする。pVAからのこれらの副産物の除去は、沈殿、選択的な抽出、または限外濾過のような伝統的な経路により成し遂げられてきた。しかし、全ての場合において、塩を含まないpVAの調製は化学量論的量の無機性副産物のうんざりさせる除去および処分を必要とする。
類似の加水分解的手順は、アミン官能性コポリマー類を対応するNVFコポリマー類から生成するためにも用いられてきた。しかし、そのコポリマー中のいずれかの追加の加水分解的に不安定な官能性の部分的な変換がしばしば観察される。従って、NVFの(メタ)アクリルアミド類(米国特許第4,808,683号)、(メタ)アクリロニトリル(米国特許第4,957,977号および第5,064,909号)、または(メタ)アクリレート類(米国特許第5,037,927号)とのコポリマー類の酸性条件下での加水分解は、カルボキシレート基も含むアミン官能性ポリマー類を生じる。米国特許第4,921,621号は、NVF−アクリルアミドコポリマー類の塩基加水分解による比較可能な結果を報告している。米国特許第5,281,340号は、NVF−(メタ)アクリルアミドコポリマー類の酸加水分解の生成物であるアミジンを含むポリマー類を開示している。米国特許第4,774,285号は、NVFの様々なコモノマー類、例えばビニルエステル類、N−ビニルピロリジノン、(メタ)アクリレート類とのコポリマー類の、強酸性または塩基性条件下での加水分解により得られる水溶性ポリマー類を開示している。共重合したビニルエステル類は、特に塩基性条件下でも加水分解される。
米国特許第4,943,676号は、pVAへの経路としての、pNVFの熱分解を開示している。高い温度(>200℃)が必要とされ、pVAへの変換は低度〜中程度であり、溶けにくいクロスリンクされた生成物が得られる。最後の欠点は水の包含により克服することができるが、得られた生成物はまだギ酸塩類を含んでいる。
米国特許第5,491,199号は、概して、N−ビニルホルムアミドまたはN−ビニルホルムアミドコポリマー類を水性媒体中で第1遷移系列またはVIII族のどちらかのメンバーである遷移金属を含む触媒の存在下で約50℃から225℃の温度に加熱することにより形成される、塩を含まないポリ(ビニルアミン)およびビニルアミンコポリマー類に向けられている。
米国特許第6,559,227号は、概して、N−ビニルアミド単位およびビニルアセテート単位を含むコポリマーを水中で分散している間に塩基性条件下で加水分解し、次いで得られた粉末状の水溶性ポリマーをアルコール、20℃以下の水、および塩水から選択される少なくとも1種類の洗浄液で洗浄することを含む、粉末状の水溶性ポリマーを製造するためのプロセスに向けられている。
多数の参考文献がポリビニルアミンコポリマー類(pVAm)、それらの製造および使用に向けられているが、当技術で既知のpVAmコポリマー類は本当にランダムなコポリマーでは無く、それは結果として様々な臭いを引き起こす不純物の形成、完全に溶解しない4%水溶液、二または多峰性のポリマー分布を有するポリマー、ポリマー内でのアミジン環の形成、最適未満の反応性のポリマー、色のある物体(color bodies)を有するポリマー、および同様のものをもたらす。本当にランダムなコポリマーであるポリVAmコポリマー類は当技術において捕らえ所のないままである。
見て分かるように、本当にランダムであり、4%水溶液中で室温において完全に溶解し
、既知のpVAmポリマー類よりも反応性が高いpVAmコポリマー類に関する必要性が存在する。臭いを引き起こす不純物、二または多峰性のポリマー分布、アミジン環の形成、色のある物体、および/または同様のものを有しないpVAmコポリマー類に関する必要性も存在する。
米国特許第4,255,548号 米国特許第4,393,174号 米国特許第4,808,683号 日本公開特許公報Jp 61 118406 (1984) 米国特許第4,421,602号 米国特許第4,957,977号 米国特許第5,064,909号 米国特許第5,037,927号 米国特許第4,921,621号 米国特許第5,281,340号 米国特許第4,774,285号 米国特許第4,943,676号 米国特許第5,491,199号 米国特許第6,559,227号
本発明の1観点において、水溶性コポリマーは:
(a)99から1mol%までのN−ビニルホルムアミドおよび
(b)1から99mol%までの1種類以上のビニルC−C10アルキルエステル類を共重合させ、次いで共重合した単位(a)からのホルミル基の30から100mol%までを加水分解してアミノ基を形成し、共重合した単位(b)からのC−C10アルキルエステル基の30から100mol%までを加水分解してヒドロキシル基を形成することにより形成される水溶性コポリマーを含み、ここでそのコポリマーはゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析における本質的に1個のピークにより証明される単峰性分子量分布を有する。
本発明の別の観点において、水溶性コポリマーは:
(a)99から1mol%までのN−ビニルホルムアミドおよび
(b)1から99mol%までの1種類以上のビニルC−C10アルキルエステル類を共重合させ、次いで共重合した単位(a)からのホルミル基の30から100mol%までを加水分解してアミノ基を形成し、共重合した単位(b)からのC−C10アルキルエステル基の30から100mol%までを加水分解してヒドロキシル基を形成することにより形成されるコポリマーを含み、ここでそのコポリマーは、4重量%の水溶液が約100濁度単位未満の濁度を有することにより証明される単峰性分子量分布を有する。
本発明のさらに別の観点において、水溶性コポリマーは:
(a)99から1mol%までのN−ビニルホルムアミドおよび
(b)1から99mol%までの1種類以上のビニルC−C10アルキルエステル類を共重合させ、次いで共重合した単位(a)からのホルミル基の30から100mol%までを加水分解してアミノ基を形成し、共重合した単位(b)からのC−C10アルキルエステル基の30から100mol%までを加水分解してヒドロキシル基を形成することにより形成されるコポリマーを含み、ここでそのコポリマーは本質的にアミジン環を含まず、これはそのコポリマーの13C NMRスペクトル中にアミジンの炭素原子の吸収
と一致する吸収が無いことにより証明される。
本発明のさらになお別の観点において、水溶性コポリマーを製造するためのプロセスは次の工程を含む:
a)N−ビニルホルムアミドの総量の第1部分を反応器の中に装填する(charging);
b)少なくとも1種類のビニルC−C10アルキルエステルの総量の第1部分を反応器の中に装填する;
c)フリーラジカル重合触媒の総量の第1部分を第1触媒流速で反応器の中に連続的に供給する;
d)N−ビニルホルムアミドの第1部分、少なくとも1種類のビニルC−C10アルキルエステルの第1部分を、フリーラジカル重合触媒の存在下で、重合条件下で、第1期間の間接触させる;
e)第1期間の後、N−ビニルホルムアミドの総量、ビニルC−C10アルキルエステルの総量、およびフリーラジカル重合触媒の総量が反応器の中に供給されるまで、重合条件下で、第2期間の間n−ビニルホルムアミドの第2部分をn−ビニルホルムアミド流速で反応器の中に連続的に供給し、一方で同時に少なくとも1種類のビニルC−C10アルキルエステルの第2部分を反応器の中にエステル流速で供給し、一方で同時にフリーラジカル重合触媒の第2部分を反応器の中に第2触媒流速で供給する;続いて
f)第3期間の間、n−ビニルホルムアミドおよび少なくとも1種類のビニルC−C10アルキルエステルをフリーラジカル重合触媒の存在下で反応器中において重合条件下で接触させて、ポリビニルホルムアミドおよび1種類以上のポリビニルC−C10アルキルエステル類を含む中間体コポリマーを生成し、ここで、第3期間は反応器中の中間体コポリマーの固体含有量が約20重量%以上約70重量%以下である時に終了する;続いて
g)そのコポリマーを鹸化してポリビニルアルコール−コ−ビニルホルムアミドを生成する
h)その中間体コポリマーを、酸性または塩基性条件のどちらかの下で加水分解して水溶性コポリマーを生成する。
上文は、後の本発明の詳細な記述をよりよく理解することができるように、本発明の特徴および技術的利点をかなり広く概説した。本発明の追加の特徴および利点を以下で記述し、それは本発明の特許請求の範囲の主題を形成する。
本発明およびその利点のより完全な理解のため、ここで、付随する図面と共に受け取られる下記の記述を参照し、ここで:
図1は、単峰性分子量分布を有しない比較コポリマーのゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析のクロマトグラムである; 図2は、単峰性分子量分布を有する発明のコポリマーのゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析のクロマトグラムである; 図3は、単峰性分子量分布を有する発明のコポリマーのゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析のクロマトグラムである; 図4は、単峰性分子量分布を有する発明のコポリマーのゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析のクロマトグラムである; 図5は、単峰性分子量分布を有する発明のコポリマーのゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析のクロマトグラムである; 図6は、単峰性分子量分布を有する発明のコポリマーのゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析のクロマトグラムである; 図7は、単峰性分子量分布を有する発明のコポリマーのゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析のクロマトグラムである; 図8は、単峰性分子量分布を有する発明のコポリマーのゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析のクロマトグラムである; 図9は、本プロセスの1態様の図である;および 図10は、本ポリマー中のアミジン環の存在および不在の両方を示す13C NMRスペクトルを示す。
以下の詳細な記述は、現在考えられた最高の本発明の実行の方式である。本発明の範囲は添付された特許請求の範囲により最もよく定められるため、その記述は限定の意味で受け取られるべきでは無く、それは単に本発明の一般原則を説明する目的でのみなされている。
以下の記述において、本発明の完全な理解をもたらすために多数の具体的な詳細が述べられている。しかし、当業者には、本発明はその具体的な詳細無しで実行されてよいことは明らかであろう。他の場合において、本発明を不必要な詳細で曖昧にしないために、周知の装置をブロック図の形で示した。ほとんどの部分に関して、本発明の完全な理解を得るのに不必要な詳細は、その詳細が関連する分野の当業者の技術内である限り省略した。
本明細書で用いられる用語には反応器が含まれ、それはその中で化学反応が起こるあらゆる容器(単数または複数)として定義される。本明細書で用いられる、周期表のグループに関する新しい番号付けの体系は、CHEMICAL AND ENGINEERING NEWS, 63(5), 27 (1985)におけるように用いられている。ポリマーは、ホモポリマー類、コポリマー類、インタ
ーポリマー類(interpolymers)、ターポリマー類(terpolymers)等を指して用いられてよい。同様に、コポリマーは少なくとも2種類のモノマー、を、場合により他のモノマーと共に含むポリマーを指してよい。
ポリマーがモノマーを含むものとして言及される場合、そのモノマーはポリマー中にそのモノマーの重合した形で、またはそのモノマーの誘導体の形で存在する。同様に、触媒構成要素がその構成要素の中性の安定な形を含むように記述されている場合、その構成要素のイオン型がモノマーと反応してポリマーを生成する形であることは当業者には十分に理解されている。
本明細書で用いられる構造式は、化学の分野において一般的に理解されているように用いられる;原子間の結合を表すために用いられる線(“――”)、ならびに語句“と結合している(associated with)”、“に結合している(bonded to)”および“結合している(bonding)”は、これらの線および語句は“化学結合”を表すことを意味するため、特定のタイプの化学結合を表すことに限られない;“化学結合”は、結合された集合体が単位、または“化合物”として機能することを可能にするのに十分に強い、原子間の引力として定義される。
大まかには、本発明は概して
(a)99から1mol%までのN−ビニルホルムアミドおよび
(b)1から99mol%までの1種類以上のビニルC−C10アルキルエステル類を共重合させ、次いで共重合した単位(a)からのホルミル基の30から100mol%までを加水分解してアミノ基を形成し、共重合した単位(b)からのC−C10アルキルエステル基の30から100mol%までを加水分解してヒドロキシル基を形成することにより形成されるコポリマーを含む水溶性コポリマーを提供し、ここでそのコポリマーは単峰性分子量分布を有する。1態様において、その単峰性分子量分布はゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析における本質的に1個のピークにより証明され、および/また
は、ここで、そのコポリマーの4%溶液はASTM D1209または同等の方法に従って決定される約100APHA単位以下のAPHA色値(color value)を有し、および/または、ここで、そのコポリマーは本質的にアミジン環を含まず、それはそのコポリマーの13C NMRスペクトル中にアミジンの炭素原子の吸収と一致する吸収が無いことにより証明される。そのポリマーを製造するためのプロセスも開示する。
そのコポリマー類は好ましくは次の仕様を有する:5〜10cpsの4%粘度、8〜12mol%のアミン含有量、2重量%以下の灰分、および5%未満の揮発性物質。開発された新しいプロセスは、特に重合が行われる方式において先行技術と異なる。第1に、用いられる2種類のモノマーであるビニルアセテートおよびN−ビニルホルムアミド(NVF)は共に、モノマーのポリマー鎖中への望まれる付加(loading)を得るために時間をかけて反応器に添加される。第2の流れがメタノール中の開始剤を添加し、この場合それはTrigonox 23(フリーラジカルペルオキシジカルボネート型開始剤)である。その2種類のモノマーの遅延した供給は、結果としてポリマー鎖に沿ったモノマーのより均一な組み込みをもたらす。一度重合が完了したら、そのコポリマーから遊離のモノマーを取り除き、次いでNaOHを用いて鹸化する。得られたメタノール/酢酸メチル(鹸化の副産物)中のポリマーのスラリーを濾過し、溶媒、特に次の加水分解の工程を妨げるであろう酢酸メチルを除去する。次いでその乾燥したポリマーを新しいメタノールの中に入れ、過剰量のNaOHを添加し、次いでそのスラリーを加熱してアミド官能性の遊離アミンへの加水分解を完了させる。その向上したプロセスは、透明で濁りの無い無臭の溶液を生成した(鹸化した、および加水分解した試料の両方)。
先行技術のプロセスは、ビニルアセテート、メタノールおよび開始剤としてのAIBNを含む反応器に、NVFモノマーを2回に分けて添加する。AIBNはフリーラジカルジアゾ型開始剤である。AIBN開始剤からの分解産物は危険で有毒であると考えられている。重合は残存するビニルアセテートおよびNVFモノマーを最小限にするために非常に高度に全体的に変換されるまで行われる。これは結果としてポリマー鎖に沿ったモノマーの不均一な組み込みをもたらす;これは一般に組成ドリフト(compositional drift)と呼ばれる。次いでそのコポリマーに、上記と同じように鹸化および加水分解を受けさせる。
このドリフトの影響は、そのポリマーを室温で水中で攪拌した際の濁りの形成において観察された(鹸化した、および加水分解した試料の両方)。加えて、本ポリマーは、アミジン環がそのポリマー中に存在せず、従ってより多くのアミン基が反応のために利用できるため、先行技術と比較してより反応性が高い。
ポリマーの組成
1態様において、本コポリマーはビニルアルコール部分または残基およびビニルアミン部分または残基を含む。本ポリマーは本明細書において単にポリビニルアミンコポリマーと呼ばれ、および/または略称PVAmにより言及される。
1態様において、そのポリビニルアミンコポリマーは、ビニルアミン残基およびビニルアルコール残基をランダムコポリマーとして含む。一般に、そのポリマーは、N−ビニルアミド単位および1種類以上のビニルC−C10エステル類、好ましくはビニルアセテート単位を含むコポリマーを水中で分散している間に塩基性条件下で加水分解する工程を含むプロセスの結果である。そのN−ビニルアミド単位は例えばN−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、および/またはあらゆる適切なアミドを含む官能基から提供されることができる。ポリビニルアミンコポリマーの製造には加水分解の工程が含まれ、ここで、ビニルアセテートおよびN−ビニルアミドのコポリマーは、少なくとも約30mol%、好ましくは40mol%、好ましくは50mol%、好ましくは60mol%、
好ましくは70mol%以上、好ましくは少なくとも約80mol%以上、好ましくは少なくとも約90mol%以上、好ましくは少なくとも約95mol%以上の程度まで加水分解を受け、本質的に100%の加水分解を有するコポリマーがさらにもっと好ましい。
その加水分解は酸性または塩基性条件下で実行されてよい。その塩基性条件は強いアルカリ、例えば苛性アルカリを添加することにより作り出すことができる。苛性アルカリの例には苛性ソーダまたは苛性カリが含まれる。そのアルカリはモノマー全体の当量あたり通常0.1から10当量まで、例えば0.5から5当量まで添加される。
加水分化の後、得られたスラリーを冷却してよく、その固体を液体からあらゆる適切な手段により分離することができる。そのプロセスには洗浄工程も含まれてよく、ここでその集められたポリマーは洗浄されてあらゆる不純物が除去される。洗浄は、ポリマー中の不純物をポリマーの喪失を最小限にして除去するために、1)アルコール、2)20℃以下の冷水、または3)塩水から選択される少なくとも1つのメンバーを含む洗浄液を用いて達成することができる。
本ポリビニルアミンコポリマーは好ましくは次の構造を有し:
ここで、mは0〜30モル%であり;
nは1〜99モル%であり;
xは0〜30モル%であり;
yは1〜99モル%である。
得られたコポリマーはあらゆる適切な分子量、例えば約10,000から約200,000までの範囲の平均分子量を有することができる。重合反応のための適切なフリーラジカル開始剤には、重合条件下で分解してフリーラジカルを与える有機ペルオキシド類、レドックス触媒、およびアゾ化合物が含まれる。
本出願のポリビニルアミンコポリマーは、ビニルアミンおよびビニルアルコールの残基を含む。1態様において、そのポリビニルアミンコポリマーは存在するポリビニルアミンコポリマーの総量に基づいて約0.5mol%以上のビニルアミン、および99mol%以下のビニルアミンを含む。この範囲内で、そのポリビニルアミンコポリマーは存在するポリビニルアミンコポリマーの総量に基づいて好ましくは約1mol%以上のビニルアミン、好ましくは約2mol%以上、好ましくは約3mol%以上、好ましくは約4mol%以上、好ましくは約5mol%以上、好ましくは約6mol%以上、好ましくは約7mol%以上、好ましくは約8mol%以上、好ましくは約9mol%以上、好ましくは約10mol%以上、好ましくは約15mol%以上、好ましくは約20mol%以上、好ましくは約25mol%以上、好ましくは約30mol%以上、好ましくは約35mol%以上、好ましくは約40mol%以上、好ましくは約45mol%以上、好ましくは約50mol%以上のポリビニルアミンを含む。
また、この範囲内で、そのポリビニルアミンコポリマーは存在するポリビニルアミンコポリマーの総量に基づいて好ましくは約90mol%以下のビニルアミン、好ましくは約80mol%以下、好ましくは約70mol%以下、好ましくは約60mol%以下、好ましくは約50mol%以下、好ましくは約30mol%以下、好ましくは約25mol%以下、好ましくは約20mol%以下、好ましくは約15mol%以下、好ましくは約10mol%以下、好ましくは約9mol%以下、好ましくは約8mol%以下、好ましくは約7mol%以下、好ましくは約6mol%以下、好ましくは約5mol%以下、好ましくは約4mol%以下、好ましくは約3mol%以下、好ましくは約2mol%以下のポリビニルアミンを含む。
1態様において、そのポリビニルアミンコポリマーの重量平均分子量は約5,000g/mol以上、および約2,000,000g/mol以下であってよい。この範囲内で、そのポリビニルアミンコポリマーの重量平均分子量は、好ましくは約10,000g/molより大きい、より好ましくは約20,000g/molより大きい、より好ましくは約30,000g/molより大きい、より好ましくは約40,000g/molより大きい、より好ましくは約50,000g/molより大きい、より好ましくは約60,000g/molより大きい、より好ましくは約70,000g/molより大きい、より好ましくは約80,000g/molより大きい、より好ましくは約90,000g/molより大きい、より好ましくは約100,000g/molより大きい、より好ましくは約150,000g/molより大きい。
また、この範囲内で、そのポリビニルアミンコポリマーの重量平均分子量は、好ましくは約1,500,000g/mol未満、より好ましくは約1,000,000g/mol未満、より好ましくは約500,000g/mol未満、より好ましくは約100,000g/mol未満、より好ましくは約90,000g/mol未満、より好ましくは約80,000g/mol未満、より好ましくは約70,000g/mol未満、より好ましくは約60,000g/mol未満、より好ましくは約50,000g/mol未満、より好ましくは約40,000g/mol未満、より好ましくは約20,000g/mol未満である。
本ポリビニルアミンコポリマーは本質的に単峰性の分子量分布を有する。これはいくつかのやり方で特徴付けることができる。
1態様において、そのポリビニルアミンコポリマーは、重量平均分子量(Mw)を数平均分子量(Mn)により割ったものとして決定される、1から約200までの多分散指数(polydispersity)を有していてよい。その範囲内で、そのポリビニルアミンコポリマーは約2以上、より好ましくは約3以上、より好ましくは約4以上、より好ましくは約5以上、より好ましくは約6以上、より好ましくは約7以上、より好ましくは約8以上、より好ましくは約9以上、より好ましくは約10以上、より好ましくは約15以上、より好ましくは約20以上、より好ましくは約25以上、より好ましくは約30以上、より好ましくは約35以上、より好ましくは約40以上の多分散指数を有していてよい。
また、この範囲内で、そのポリビニルアミンコポリマーは約45以下、より好ましくは約40以下、より好ましくは約35以下、より好ましくは約30以下、より好ましくは約25以下、より好ましくは約20以下、より好ましくは約15以下、より好ましくは約10以下、より好ましくは約9以下、より好ましくは約15以下、より好ましくは約8以下、より好ましくは約7以下、より好ましくは約6以下、より好ましくは約5以下、より好ましくは約4以下の多分散指数を有していてよい。
1態様において、本ポリビニルアミンコポリマーは、ゲル浸透勾配溶離クロマトグラフ
ィー分析における本質的に1個のピークにより証明される単峰性分子量分布を有する。適切なゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析は:
http://www.waters.com/waters/library.htm?cid=511436&lid=1536540
において入手することができる、Waters Corporation、マサチューセッツ州ミルフォードにより公開された“ウォーターズアライアンスシステム:ポリマーの混合の勾配分析”と題されたWaters Corporation公開番号WA10192において見つけることができる。
1態様において、ゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析は次の工程および条件を含む:
HPLC条件:
10分間の実行時間(run time)および5分間の実行後の平衡。
溶媒は、0分の時点において99%水/1%アセトニトリル(ACN)で出発し、10分の時点において80%ACNおよび20%の99%水/1%ACNで終了する。勾配はその時間で均一である。
流速:1.0ml/分
カラム:PLRP−S,4000A,8Micron,50x4.6mm、温度は40℃
注入体積:20マイクロリットル
試料はHPLCカラムを通過した後蒸発光散乱検出器(ELS)の中に流入する。
ELS条件:
窒素ガスの流速は2.0ml/分
ネブライザーの温度は90℃
蒸発温度は120℃
データの取得はAtlasクロマトグラフィーシステムによる。
試料の調製は、1〜2パーセントの溶液を取得して85℃で攪拌しながら1時間加熱し、次いで冷却して室温(すなわち25℃)まで下げる。
0.45ミクロンフィルターを通して濾過し、圧着バイアル(crimp vial)の中に入れる。
図1は比較浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析を示し、ここで2個のピークが識別可能である。本明細書における目的に関して、図2、3、4、5、6、7、および8はゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析における本質的に1個のピークにより証明される単峰性分子量分布を有する発明のコポリマーを示す。重要なことだが、その単一のピークはその分析物を表しているのであって、クロマトグラムにおける何らかの塩および/または溶媒のピークを表すものでは無い(例えば、典型的にはその図中で保持時間0.75において、またはその付近で見られる)。加えて、図5〜7において見られるようなピーク上のわずかに尾を引く肩は、本明細書における目的に関して、単峰性分子量分布を表しており、おそらくその図におけるカラムのオーバーロードによるものである。
1態様において、本ポリビニルアミンコポリマーは、4重量%の水溶液が約100濁度単位未満の濁度を有することにより証明される単峰性分子量分布を有する。本明細書における目的に関して、濁度単位は比濁計濁度単位(NTU)を示す。濁度は比濁計(nephelmeter)を用いて測定され、それの使用は当業者に一般的に知られている。
1態様において、4重量%溶液の濁度は好ましくは約95NTU以下、好ましくは約9
0NTU以下、好ましくは約85NTU以下、好ましくは約80NTU以下、好ましくは約75NTU以下、好ましくは約70NTU以下、好ましくは約65NTU以下、好ましくは約60NTU以下、好ましくは約55NTU以下、好ましくは約50NTU以下、好ましくは約45NTU以下、好ましくは約40NTU以下、好ましくは約35NTU以下、好ましくは約30NTU以下、好ましくは約25NTU以下、好ましくは約20NTU以下であり、約15NTU以下がさらにもっと好ましい。
1態様において、そのポリビニルアミンコポリマーは本質的にアミジン環を含まない。これは、加水分解前の中間体コポリマーにおけるアミドのランダムな分布、従ってランダムなポリビニルアミンコポリマーを示している。そのアミンコポリマーは本質的にアミジン環を含まず、これはそのコポリマーの13C NMRスペクトル中にアミジンの炭素原子の吸収と一致する吸収が無いことにより証明される。
そのコポリマーにおいてアミジン環が形成されるプロセスは、次のように表される:
ここで、コポリマー中のアミド部分が分子内反応により反応してアミジン環を生成する。その環の存在は、図10において示したように、および下記のように13CNMRにより決定することができる:
従って、1態様において、150ppmの範囲における吸収の存在は、コポリマー中にアミジン環が存在することを示している可能性がある。1態様において、本コポリマーは本質的にアミジン環を含まず、それはそのコポリマーの13C NMRスペクトル中にアミジンの炭素原子の吸収(例えば150ppmまたは同等のもの)と一致する吸収が無いことにより証明される。より多くの情報のため、Witek, Ewa, Pazdro, Marcin and Bortel, Edgar (2007) ’ポリ(N−ビニルホルムアミド)の塩基加水分解に関する機構’, Journal of Macromolecular Science, Part A, 44:5, 503 - 507
DOI: 10.1080/10601320701235461 URL:http://dx.doi.org/10.1080/10601320701235461
を参照。
1態様において、本コポリマーは先行技術に従って製造されたコポリマーよりも低い色を有する。これは、本発明のコポリマーが当技術において既知のコポリマー類と比較してよりランダムであることの結果であると考えられる。1態様において、そのコポリマーの4%溶液は約100APHA単位以下のAPHA色値(color value)を有し、それはASTM D1209または同等の方法に従って決定される。好ましくは、そのコポリマーの4%溶液は、ASTM D1209または同等の方法に従って決定される約90APHA単位以下、好ましくは約80APHA単位以下、好ましくは約70APHA単位以下、好ましくは約60APHA単位以下、好ましくは約50APHA単位以下、好ましくは約40APHA単位以下、好ましくは約30APHA単位以下、好ましくは約20APHA単位以下、好ましくは約10APHA単位以下、好ましくは約5APHA単位以下のAPHA色値を有する。
本コポリマーは、比較ポリビニルアミンコポリマー類が有するよりも少ない臭いも有する。しかし、臭いは定量化するのが本質的に不可能であり、従って、既知のコポリマー類と比較して低減した臭いの一般的言明を本明細書において提供する。
他のポリマー類
加えて、本ポリビニルアミンコポリマーは、N−ビニルピリジン、エチレン的に(ethylenically)不飽和なモノ、ジ、またはトリアルキルアンモニウム塩類、例えばビニルベンゼントリメチルアンモニウムクロリド、アミノエチルアクリレート塩酸塩、N−メチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノメチル−N−アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル−N−アクリルアミドおよび同様のものの水溶性コポリマー類を含むがそれらに限定されない様々なホモポリマー類および/またはコポリマー類と組み合わせられてよい。好ましいものは複数のアミノアルキル窒素−置換アクリルアミドマー(mers)を含むポリマーであり、好ましくはここでそのアミノアルキル置換基は親水性であり、例えば約8個未満の炭素を含む。
1態様において、そのポリビニルアミンコポリマーは、アミド基(アミン類へと加水分解される)および/またはエステル基(アルコール類へと加水分解される)に関して、様々な加水分解のレベルを含んでいてよい。適切な加水分解のレベルには、好ましくは約85%以上約99.9%までの加水分解のレベルが含まれ、86.0〜89.0%の加水分解のレベルが好ましく、91.0〜93.0%がさらにもっと好ましく、92.0〜94.0%がさらにもっと好ましく、95.5〜96.5%がさらにもっと好ましく、92.5〜95.5%がさらにもっと好ましく、98.0〜98.8%がさらにもっと好ましく、約99.3+以上がさらにもっと好ましい。
本ポリビニルアミンコポリマーの4%溶液の粘度は、20Cにおいて約2から約80cpsまでであってよい。1態様において、そのポリビニルアミンコポリマーは約45〜72cpsの粘度、約1600〜2200の重合度、および約146,000〜186,000のMwを有する。別の態様において、そのポリビニルアミンコポリマーは約5〜6cpsの粘度、約350〜650の重合度、および約31,000〜50,000のMwを有する。別の態様において、そのポリビニルアミンコポリマーは約22〜30cpsの粘度、約1000〜1500の重合度、および約85,000〜124,000のMwを有する。好ましい態様において、そのポリビニルアミンコポリマーは約3〜4cpsの粘度、約150〜300の重合度、および約13,000〜23,000のMwを有する。
製造される個々の物品に関して望まれる特性を与えるため、さらなる添加剤がその組成物に含まれてもよい。その添加剤には、増量剤、顔料、染料、抗酸化剤、安定剤、加工助剤、可塑剤、難燃剤、防曇剤(anti−fog agents)、捕捉剤、および同様のものが含まれるが、必ずしもそれらに限定されない。
1態様において、本ポリビニルアミンコポリマーの4%水溶液の粘度は、好ましくは20℃において約5〜約200cpsである。この範囲内で、その粘度は20℃において好ましくは約10cps以上、好ましくは約20cps以上、好ましくは約30cps以上、好ましくは約40cps以上、好ましくは約50cps以上、好ましくは約60cps以上、好ましくは約70cps以上である。また、この範囲内で、その粘度は20℃において好ましくは約190cps以下、好ましくは約180cps以下、好ましくは約170cps以下、好ましくは約160cps以下、好ましくは約150cps以下、好ましくは約140cps以下、好ましくは約130cps以下である。
本ポリビニルアミンコポリマーは約1〜約90重量%の総固体含有量(total s
olids content)を有していてよい。この範囲内で、その総固体含有量は好ましくは約2%以上、好ましくは約5%以上、好ましくは約10%以上、好ましくは約15%以上、好ましくは約20%以上、好ましくは約25%以上、好ましくは約30%以上である。また、この範囲内で、その総固体含有量は好ましくは約80重量%以下、好ましくは約85重量%以下、好ましくは約70重量%以下、好ましくは約60重量%以下、好ましくは約50重量%以下、好ましくは約40重量%以下、好ましくは約35重量%以下である。
プロセス
そのビニルエステル類の反応性は、ビニルアミド類の反応性よりも低い。そのビニルエステル類が過剰である場合、ビニルアミド類は重合において使い果たされ、本質的にポリビニルエステル類のホモポリマーであるポリマーを残す。例えば、9.54であると見積もられる同じ条件下でのN−ビニルホルムアミドの反応定数(r)と比べて、ビニルアセテートに関する重合条件下での反応定数(r)は0.09であると見積もられる。他の見積もりには、r=6.6と比べてr=0.4;およびr=6.2と比べてr=0.34が含まれる。出願者らは、予想外にも、特定の温度に関して反応物の供給速度、触媒の供給速度、および反応の仕上げの“鍛練(temper)”時間を制御すると、本当にランダムなコポリマーを製造することができることを発見した。この三者の制御は、結果として、加水分解の際に結果としてコポリマー中のアミジン環の形成をもたらすビニルアミン前駆体ブロックの形成の無い、および加水分解の際に結果としてポリビニルアルコールコポリマー類をもたらすポリビニルアセテートコポリマー類の形成の無いランダムコポリマーの形成をもたらす。
従って、1態様において、水溶性コポリマーを製造するためのプロセスは次の工程を含む:
a)N−ビニルホルムアミドの総量の第1部分を反応器の中に装填する;
b)少なくとも1種類のビニルC−C10アルキルエステルの総量の第1部分を反応器の中に装填する;
c)フリーラジカル重合触媒の総量の第1部分を第1触媒流速で反応器の中に連続的に供給する;
d)N−ビニルホルムアミドの第1部分、少なくとも1種類のビニルC−C10アルキルエステルの第1部分を、フリーラジカル重合触媒の存在下で、重合条件下で、第1期間の間接触させる;
e)第1期間の後、N−ビニルホルムアミドの総量、ビニルC−C10アルキルエステルの総量、およびフリーラジカル重合触媒の総量が反応器の中に供給されるまで、重合条件下で、第2期間の間n−ビニルホルムアミドの第2部分をn−ビニルホルムアミド流速で反応器の中に連続的に供給し、一方で同時に少なくとも1種類のビニルC−C10アルキルエステルの第2部分を反応器の中にエステル流速で供給し、一方で同時にフリーラジカル重合触媒の第2部分を反応器の中に第2触媒流速で供給する;続いて
f)第3期間の間、n−ビニルホルムアミドおよび少なくとも1種類のビニルC−C10アルキルエステルをフリーラジカル重合触媒の存在下で反応器中において重合条件下で接触させて、ポリビニルホルムアミドおよび1種類以上のポリビニルC−C10アルキルエステル類を含む中間体コポリマーを生成し、ここで、第3期間は反応器中の中間体コポリマーの固体含有量が約20重量%以上約70重量%以下である時に終了する;続いて
g)その中間体コポリマーを、酸性または塩基性条件のどちらかの下で加水分解して水溶性コポリマーを生成する。
1態様において、その共重合は溶媒または希釈液、好ましくはメタノール中で行われる。別の態様において、その共重合は水溶液中で行われる。
その加水分解は、中間体コポリマーを酸と接触させることにより行われてよく、または代替案において;その加水分解は、中間体コポリマーを塩基、好ましくはNaOHと接触させることにより行われる。
そのフリーラジカル重合触媒は、好ましくはペルオキシド、より好ましくは有機ペルオキシドである。適切な有機ペルオキシド類には、ケトンペルオキシド類、例えばButanoxおよびCyclonox製品(Akzo Nobel)、ジアシルペルオキシド類、例えばPerkadox製品(Akzo Nobel)、ペルエステル類(Peresters)、例えばt−ブチルペルベンソエート(Trigonox C, Akzo Nobel)および同様のもの;ペルケタール類(Perketals)、例えば(Trigonox 22, Akzo Nobel)、および同様のもの、ならびにクミルヒドロペルオキシド類(cumylhydroperoxides)、ペルカーボネート類、および同様のものを含む様々な他のペルオキシド類が含まれ、Trigonox 23(Akzo Nobel)が最も好ましい。
反応温度は好ましくはその系の還流において典型的には100℃未満、好ましくは90℃未満、好ましくは80℃未満、好ましくは70℃未満であり、約65℃の反応温度がより好ましい。そのプロセスは、必要に応じて大気圧より上または下で行われてよい。
1態様において、第1期間は好ましくは一度反応条件が重合条件であってから約50分間〜500分間である。この範囲内で、第1期間は好ましくは約60分間以上、好ましくは約70分間以上、好ましくは約80分間以上、好ましくは約90分間以上、好ましくは約100分間以上、好ましくは約110分間以上、好ましくは約120分間以上、好ましくは約130分間以上、好ましくは約140分間以上、好ましくは約150分間以上、好ましくは約160分間以上、好ましくは約170分間以上、好ましくは約180分間以上、好ましくは約190分間以上、好ましくは約200分間以上、好ましくは約250分間以上、好ましくは約300分間以上、好ましくは約350分間以上、好ましくは約400分間以上である。
また、この範囲内で、第1期間は好ましくは約450分間以下、好ましくは約400分間以下、好ましくは約350分間以下、好ましくは約300分間以下、好ましくは約250分間以下、好ましくは約200分間以下、好ましくは約150分間以下、好ましくは約100分間以下である。
1態様において、N−ビニルホルムアミドおよび/または少なくとも1種類のビニルC−C10アルキルエステルの第1部分は好ましくは必要とされる総量の約10%〜約90%である。この範囲内で、第1部分は必要とされる総量の、好ましくは少なくとも約20%、好ましくは少なくとも約30%、好ましくは少なくとも約40%、好ましくは少なくとも約50%、好ましくは少なくとも約60%、好ましくは少なくとも約70%、好ましくは少なくとも約80%である。また、この範囲内で、第1部分は必要とされる総量の、好ましくは約80%未満、好ましくは約70%未満、好ましくは約60%未満、好ましくは約50%未満、好ましくは約40%未満、好ましくは約30%未満、好ましくは約20%未満である。
1態様において、第1触媒流速は第2触媒流速に等しく、それは触媒の総量が添加されるまで重合プロセス全体を通して連続的である。
1態様において、(活性に関して補正された)触媒の反応物(アミドおよびエステルを合わせた両方)に対するモル比(その比を本明細書においてC/Vと呼ぶ)は、好ましくは約0.001〜約0.1である。この範囲内で、そのC/V比は好ましくは約0.002以上、好ましくは約0.003以上、好ましくは約0.004以上、好ましくは約0.
005以上、好ましくは約0.006以上、好ましくは約0.007以上、好ましくは約0.008以上、好ましくは約0.009以上、好ましくは約0.01以上、好ましくは約0.02以上、好ましくは約0.03以上、好ましくは約0.04以上、好ましくは約0.05以上、好ましくは約0.06以上、好ましくは約0.07以上、好ましくは約0.08以上、好ましくは約0.09以上である。
また、この範囲内で、そのC/V比は好ましくは約0.095以下、好ましくは約0.085以下、好ましくは約0.075以下、好ましくは約0.065以下、好ましくは約0.055以下、好ましくは約0.045以下、好ましくは約0.035以下、好ましくは約0.025以下、好ましくは約0.015以下、好ましくは約0.009以下、好ましくは約0.008以下、好ましくは約0.007以下、好ましくは約0.006以下、好ましくは約0.005以下である。
1態様において、アミドのエステルに対するモル比(その比を本明細書においてM/Vと呼ぶ)は好ましくは約0.01〜約1である。この範囲内で、そのM/V比は好ましくは約0.02以上、好ましくは約0.03以上、好ましくは約0.04以上、好ましくは約0.05以上、好ましくは約0.06以上、好ましくは約0.07以上、好ましくは約0.08以上、好ましくは約0.09以上、好ましくは約0.1以上、好ましくは約0.2以上、好ましくは約0.3以上、好ましくは約0.4以上、好ましくは約0.5以上、好ましくは約0.6以上、好ましくは約0.7以上、好ましくは約0.8以上、好ましくは約0.9以上である。
また、この範囲内で、そのM/V比は好ましくは約0.95以下、好ましくは約0.85以下、好ましくは約0.75以下、好ましくは約0.65以下、好ましくは約0.55以下、好ましくは約0.45以下、好ましくは約0.35以下、好ましくは約0.25以下、好ましくは約0.15以下、好ましくは約0.09以下、好ましくは約0.08以下、好ましくは約0.07以下、好ましくは約0.06以下、好ましくは約0.05以下である。
1態様において、第3期間は好ましくは反応器中の中間体コポリマーの固体含有量が約20重量%以上約70重量%以下である時に終了する。この範囲内で、第3期間は好ましくは反応器中の中間体コポリマーの固体含有量が約30重量%以上、好ましくは40重量%である時に終了し、50重量%がより好ましい。また、この範囲内で、第3期間は好ましくは反応器中の中間体コポリマーの固体含有量が約65重量%以下、好ましくは55重量%以下である時に終了し、約45重量%以下がより好ましい。
図9は本プロセスの概要をブロックの形で描写している。
本ポリマーを製造するための最適条件を決定するために試験を実施した。モノマーおよび触媒の連続的な供給は、2個の用量ポンプ(dosage pumps)を通して行われた(図9参照)。追加の容器を用いてメタノール中における触媒の懸濁液/溶液を作った。このドラムは2個のボング(bongs)を備えていた:1番目は窒素フレックス管(flex tubing)に加えてPSVベントバルブのためのものであり:2番目のボング−ポンプ吸引管のためのディップチューブ(dip−tube)上にある。開始剤の供給1は用量ポンプを通して行われた。
本プロセスは、一定の反応器温度(64℃における)および大気圧を用いた。
1.M/Vは0.55、全モノマーの濃度は64.5%、およびC/Vは0.0048。
セミバッチ添加:最初の装填+2種類の連続的な供給。全反応時間:6時間(触媒およびモノマー供給物の添加に関してそれぞれ3時間、ならびにモノマーに関して3時間の後の重合(post polymerization))。バッチサイクル時間は9時間である。
1414kgのバッチサイズに関する添加順序:
1.最初の装填(装填全体の半分)を添加し、還流(64℃)まで加熱する。最初の装填におけるVAM濃度は53.2%である(M/V=0.74)。
VAM 438kg
NVF 14kg
MeOH 397kg
2.連続的な供給1:メタノール中のPerkadox 16S触媒溶液を添加する。
1.Perkadox16/MeOH 4.32kg/99kg(濃度=4.2%)触媒溶液の添加(供給1)は、0.59kg/分の質量添加速度(これは非常に小さく、約0.66L/分である)で3時間(ours)かけて行われる。
2.供給1の開始後の30分後に、供給1を妨げること無く連続的な供給2の添加を開始する。供給2はVAMおよびNVFを含む。
M/V=0.23(供給2)
C/V=0.008
VAM 382kg
NVF 70kg
合計ビニル供給速度=2.51kg/分(2.8L/分)
反応時間は6時間であるが(連続的な供給の間の3時間、最後の重合の間の2および3時間)、バッチサイクル全体はおよそ9時間であろう:1最初の装填+1加熱+6反応時間+1空時間(empty time)。
重合の制御:
製品の粘度および組成の制御は次のことに基づく:
Perkadox 16開始剤のビニルモノマーの総量に対する比率(C/V)を変える。
メタノールのビニルモノマーの総量に対する比率(M/V)を変える。
NVFのビニルアセテートに対する比率(NVF/V)を変える。
ペーストの取り除き
未反応のVAMの取り除きは、メタノールによる希釈の後、現行の4m反応器真空式取り除きシステムを用いて、未反応のVAMが約2%に達するまで行うことを提案する。
鹸化
当技術における現行のプロセスから変更無し。
Lodige加水分解
当技術における現行のプロセスから変更無し。
酢酸ナトリウムおよびギ酸ナトリウム塩のメタノール洗浄
当技術における現行のプロセスから変更無し。
プロセスに関する質量収支:
バッチの全体の規模は1414kgである。触媒溶液は、計算された量(4.32kg
)のPerkadox 16と99KgのMeOHを混合することにより調製される。この製法は、4m反応器においてメタノール中で行われる溶液重合に関するものである。
試料:
次の手順を用いた:
1.最初の装填物をPk1に装填する(混合する)
2.最初の装填物を(圧力を制御することにより)設定温度まで加熱する
3.モノマーおよび開始剤の遅延供給を開始する(DOEにより設定された供給速度)
4.後の反応を継続する(DOEにより設定された期間)
5.後の反応の終了の10分前に、ギヤポンプにより反応混合物のPK2への移動を開始する(PK2は100MeOH中0.2gのDEHAを含む)
6.PK1からの全ての混合物がPK2に移動した後、PK2から試料を取り出して変換(%固体)を決定する。
7.残存するVAMを取り除きカラムにより除去する。
8.臭素滴定により、およびヘッドスペースにより、残存するビニルを決定する。
9.ELSにより組成の均一性を決定する。
実行順#1に関する詳細な手順
試料DOE1:
FD(遅延供給)時間:6時間
後の反応の時間:3時間
C/V:0.007
M/V:0.6
温度:80℃
全ての場合において仮定された変換:55%固体
M/V=0.6において、ビニル全体に対するMeOHの重量組成は次の通りであろう:
合計:1200g
MeOH 450g(最初の装填のための500gおよび開始剤溶液の供給のための100gに分ける)
VAM 683g
NVF 67g
最初の装填:
VAM 455g
NVF 12g
MeOH 375g
モノマー、遅延:
VAM 228g
NVF 55g
供給速度:0.79g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 5.3g
メタノール 75g
供給速度:0.22g/分。
試料 DOE 2
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:2時間
後の反応の時間:3時間
C/V:0.0038
M/V:0.4
温度:80
合計:1200g
M/V=0.4において、MeOHのモノマーに対する比率は次の通りである:
モノマー 855g
VAM 788g
NVF 67g
MeOH 345g
最初の装填:
VAM 525g
NVF 12g
MeOH 270g
モノマー、遅延:
VAM 263g
NVF 55g
供給速度:2.65g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 3.2g
MeOH 75g
供給速度:0.65g/分
試料 DOE 3
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:2時間
後の反応の時間:3時間
C/V:0.007
M/V:0.4
温度:60℃
M/V=0.4において、MeOHのモノマーに対する比率は次の通りである:
モノマー 855g
VAM 788g
NVF 67g
MeOH 345g
最初の装填:
VAM 525g
NVF 12g
MeOH 270g
モノマー、遅延:
VAM 263g
NVF 55g
供給速度:2.65g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 6g
MeOH 75g
供給速度:0.65g/分
試料 DOE 4
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:4時間
後の反応の時間:2時間
C/V:0.0054
M/V:0.5
温度:70C
M/V=0.5において:
合計:1200g
全モノマー 800g
VAM 733g
NVF 67g
MeOH 400g
最初の装填:
VAM 489g
NVF 12g
MeOH 325
モノマー、遅延:
VAM 244g
NVF 55g
供給速度:1.25g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 4.3g
MeOH 75g
供給速度:0.33g/分
試料 DOE 5
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:4時間
後の反応の時間:2時間
C/V:0.0054
M/V:0.5
温度:70℃
M/V=0.5において:
合計:1200g
全モノマー 800g
VAM 733g
NVF 67g
MeOH 400g
最初の装填:
VAM 489g
NVF 12g
MeOH 325
モノマー、遅延:
VAM 244g
NVF 55g
供給速度:1.25g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 4.3g
MeOH 75g
供給速度:0.33g/分
試料 DOE 6
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:2時間
後の反応の時間:3時間
C/V:0.0038
M/V:0.4
温度:80℃
合計:1200g
M/V=0.4において、MeOHのモノマーに対する比率は次の通りである:
モノマー 855g
VAM 788g
NVF 67g
MeOH 345g
最初の装填:
VAM 525g
NVF 12g
MeOH 270g
モノマー、遅延:
VAM 263g
NVF 55g
供給速度:2.65g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 6g
MeOH 75g
供給速度:0.22g/分
試料 DOE 7
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:2時間
後の反応の時間:1時間
C/V:0.0038
M/V:0.6
温度:80℃
我々は変換についていくらかの仮定をする必要がある(それが無ければ、NVFの組成を計算するのは不可能であろう)。全ての場合において仮定された変換:55%固体
M/V=0.6において、ビニル全体に対するMeOHの重量組成は次の通りであろう:
合計:200g
MeOH 450g(最初の装填のための500gおよび開始剤溶液の供給のための100gに分ける)
VAM 683g
NVF 67g
最初の装填:
VAM 455g
NVF 12g
MeOH 375g
モノマー、遅延:
VAM 228g
NVF 55g
供給速度:2.36g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 2.85g
メタノール 75g
供給速度:0.65g/分。
試料 DOE 8
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:4時間
後の反応の時間:2時間
C/V:0.0054
M/V:0.5
温度:70℃
M/V=0.5において:
合計:1200g
全モノマー 800g
VAM 733g
NVF 67g
MeOH 400g
最初の装填:
VAM 489g
NVF 12g
MeOH 325
モノマー、遅延:
VAM 244g
NVF 55g
供給速度:1.25g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 4.3g
MeOH 75g
供給速度:0.33g/分
実行順#9に関する詳細な手順
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:6時間
後の反応の時間:3時間
C/V:0.0038
M/V:0.6
温度:60℃
我々は変換についていくらかの仮定をする必要がある(それが無ければ、NVFの組成を計算するのは不可能であろう)。全ての場合において仮定された変換:55%固体
M/V=0.6において、ビニル全体に対するMeOHの重量組成は次の通りであろう:
合計:1200g
MeOH 450g(最初の装填のための500gおよび開始剤溶液の供給のための100gに分ける)
VAM 683g
NVF 67g
最初の装填:
VAM 455g
NVF 12g
MeOH 375g
モノマー、遅延:
VAM 228g
NVF 55g
供給速度:0.95g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 2.85g
メタノール 75g
供給速度:0.22g/分。
実行順#10に関する詳細な手順
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:6時間
後の反応の時間:1時間
C/V:0.0038
M/V:0.4
温度:60℃
合計:200g
M/V=0.4において、MeOHのモノマーに対する比率は次の通りである:
モノマー 855g
VAM 788g
NVF 67g
MeOH 345g
最初の装填:
VAM 525g
NVF 12g
MeOH 270g
モノマー、遅延:
VAM 263g
NVF 55g
供給速度:2.65g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 3.25g
MeOH 75g
供給速度:0.22g/分
実行順#11に関する詳細な手順
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:2時間
後の反応の時間:1時間
C/V:0.007
M/V:0.6
温度:60℃
M/V=0.6において
全モノマー 750g
VAM 683g
NVF 67g
MeOH 450g
最初の装填:
VAM 455g
NVF 12g
MeOH 375g
モノマー、遅延:
VAM 228g
NVF 55g
供給速度:2.36g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 5.25g
MeOH 75g
供給速度:0.65g/分
作業記録の概要(L12):
全化学物質:1200g
全VAMを最初の、および遅延装填に関して2:1の比率で分ける。
*中央点(Center point)
*PVOH−コ−NVF
**PVOH−コ−Vam(仮定された12モル%の組み込みに基づいて、還流温度/2時間/1.2Meq NaOHにおいて加水分解された)
PVOH−コ−Vam ELS
*メチルオレンジを用いた滴定による
**ブロモフェノールを用いた滴定による
***NMRによる(A.Sanford,Ticonaから)
上文は本発明の好ましい態様に関し、下記の特許請求の範囲で述べられる本発明の精神および範囲から逸脱すること無く修正がなされてよいことは当然理解されるべきである。
1態様において、アミドのエステルに対するモル比は好ましくは約0.01〜約1であ
る。この範囲内で、そのアミドのエステルに対するモル比は好ましくは約0.02以上、
好ましくは約0.03以上、好ましくは約0.04以上、好ましくは約0.05以上、好
ましくは約0.06以上、好ましくは約0.07以上、好ましくは約0.08以上、好ま
しくは約0.09以上、好ましくは約0.1以上、好ましくは約0.2以上、好ましくは
約0.3以上、好ましくは約0.4以上、好ましくは約0.5以上、好ましくは約0.6
以上、好ましくは約0.7以上、好ましくは約0.8以上、好ましくは約0.9以上であ
る。
また、この範囲内で、そのアミドのエステルに対するモル比は好ましくは約0.95以
下、好ましくは約0.85以下、好ましくは約0.75以下、好ましくは約0.65以下
、好ましくは約0.55以下、好ましくは約0.45以下、好ましくは約0.35以下、
好ましくは約0.25以下、好ましくは約0.15以下、好ましくは約0.09以下、好
ましくは約0.08以下、好ましくは約0.07以下、好ましくは約0.06以下、好ま
しくは約0.05以下である。
実行順#1に関する詳細な手順
試料DOE1:
FD(遅延供給)時間:6時間
後の反応の時間:3時間
C/V:0.007
M/V:0.6
温度:80℃
全ての場合において仮定された変換:55%固体
M/V=0.6において、ビニル全体に対するMeOHの重量組成は次の通りであろう

合計:1200g
MeOH 450g(最初の装填のための375gおよび開始剤溶液の供給のための
5gに分ける)
VAM 683g
NVF 67g
最初の装填:
VAM 455g
NVF 12g
MeOH 375g
モノマー、遅延:
VAM 228g
NVF 55g
供給速度:0.79g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 5.3g
メタノール 75g
供給速度:0.22g/分。
試料 DOE 2
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:2時間
後の反応の時間:3時間
C/V:0.0038
M/V:0.4
温度:80
合計:1200g
M/V=0.4において、MeOHのモノマーに対する比率は次の通りである:
モノマー 855g
VAM 788g
NVF 67g
MeOH 345g
最初の装填:
VAM 525g
NVF 12g
MeOH 270g
モノマー、遅延:
VAM 263g
NVF 55g
供給速度:2.65g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 3.2g
MeOH 75g
供給速度:0.65g/分
試料 DOE 3
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:2時間
後の反応の時間:3時間
C/V:0.007
M/V:0.4
温度:60℃
M/V=0.4において、MeOHのモノマーに対する比率は次の通りである:
モノマー 855g
VAM 788g
NVF 67g
MeOH 345g
最初の装填:
VAM 525g
NVF 12g
MeOH 270g
モノマー、遅延:
VAM 263g
NVF 55g
供給速度:2.65g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 6g
MeOH 75g
供給速度:0.65g/分
試料 DOE 4
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:4時間
後の反応の時間:2時間
C/V:0.0054
M/V:0.5
温度:70C
M/V=0.5において:
合計:1200g
全モノマー 800g
VAM 733g
NVF 67g
MeOH 400g
最初の装填:
VAM 489g
NVF 12g
MeOH 325
モノマー、遅延:
VAM 244g
NVF 55g
供給速度:1.25g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 4.3g
MeOH 75g
供給速度:0.33g/分
試料 DOE 5
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:4時間
後の反応の時間:2時間
C/V:0.0054
M/V:0.5
温度:70℃
M/V=0.5において:
合計:1200g
全モノマー 800g
VAM 733g
NVF 67g
MeOH 400g
最初の装填:
VAM 489g
NVF 12g
MeOH 325
モノマー、遅延:
VAM 244g
NVF 55g
供給速度:1.25g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 4.3g
MeOH 75g
供給速度:0.33g/分
試料 DOE 6
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:2時間
後の反応の時間:3時間
C/V:0.0038
M/V:0.4
温度:80℃
合計:1200g
M/V=0.4において、MeOHのモノマーに対する比率は次の通りである:
モノマー 855g
VAM 788g
NVF 67g
MeOH 345g
最初の装填:
VAM 525g
NVF 12g
MeOH 270g
モノマー、遅延:
VAM 263g
NVF 55g
供給速度:2.65g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 6g
MeOH 75g
供給速度:0.22g/分
試料 DOE 7
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:2時間
後の反応の時間:1時間
C/V:0.0038
M/V:0.6
温度:80℃
我々は変換についていくらかの仮定をする必要がある(それが無ければ、NVFの組成
を計算するのは不可能であろう)。全ての場合において仮定された変換:55%固体
M/V=0.6において、ビニル全体に対するMeOHの重量組成は次の通りであろう

合計:200g
MeOH 450g(最初の装填のための375gおよび開始剤溶液の供給のための
5gに分ける)
VAM 683g
NVF 67g
最初の装填:
VAM 455g
NVF 12g
MeOH 375g
モノマー、遅延:
VAM 228g
NVF 55g
供給速度:2.36g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 2.85g
メタノール 75g
供給速度:0.65g/分。
試料 DOE 8
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:4時間
後の反応の時間:2時間
C/V:0.0054
M/V:0.5
温度:70℃
M/V=0.5において:
合計:1200g
全モノマー 800g
VAM 733g
NVF 67g
MeOH 400g
最初の装填:
VAM 489g
NVF 12g
MeOH 325
モノマー、遅延:
VAM 244g
NVF 55g
供給速度:1.25g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 4.3g
MeOH 75g
供給速度:0.33g/分
実行順#9に関する詳細な手順
DOE入力変数:
FD(遅延供給)時間:6時間
後の反応の時間:3時間
C/V:0.0038
M/V:0.6
温度:60℃
我々は変換についていくらかの仮定をする必要がある(それが無ければ、NVFの組成
を計算するのは不可能であろう)。全ての場合において仮定された変換:55%固体
M/V=0.6において、ビニル全体に対するMeOHの重量組成は次の通りであろう

合計:1200g
MeOH 450g(最初の装填のための375gおよび開始剤溶液の供給のための
5gに分ける)
VAM 683g
NVF 67g
最初の装填:
VAM 455g
NVF 12g
MeOH 375g
モノマー、遅延:
VAM 228g
NVF 55g
供給速度:0.95g/分
開始剤、遅延:
Trigonox 23 2.85g
メタノール 75g
供給速度:0.22g/分。
*メチルオレンジを用いた滴定による
**ブロモフェノールを用いた滴定による
***NMRによる(A.Sanford,Ticonaから)
上文は本発明の好ましい態様に関し、下記の特許請求の範囲で述べられる本発明の精神
および範囲から逸脱すること無く修正がなされてよいことは当然理解されるべきである。
本発明は以下の態様を含む。
[1] (a)99から1mol%までのN−ビニルホルムアミドおよび
(b)1から99mol%までの1種類以上のビニルC1−C10アルキルエステル類
を共重合させ、次いで共重合した単位(a)からのホルミル基の30から100mol%
までを加水分解してアミノ基を形成し、共重合した単位(b)からのC1−C10アルキ
ルエステル基の30から100mol%までを加水分解してヒドロキシル基を形成するこ
とにより形成される水溶性コポリマーであって、そのコポリマーがゲル浸透勾配溶離クロ
マトグラフィー分析における本質的に1個のピークにより証明される単峰性分子量分布を
有する水溶性コポリマー。
[2] そのコポリマーの4%溶液がASTM D1209または同等の方法に従って
決定される約100APHA単位以下のAPHA色値を有する、[1]に記載の水溶性コ
ポリマー。
[3] そのコポリマーの4%溶液がASTM D1209または同等の方法に従って
決定される約50APHA単位以下のAPHA色値を有する、[1]に記載の水溶性コポ
リマー。
[4] そのコポリマーが本質的にアミジン環を含まず、それがそのコポリマーの13
C NMRスペクトル中にアミジンの炭素原子の吸収と一致する吸収が無いことにより証
明される、[1]に記載の水溶性コポリマー。
[5] そのビニルC1−C10アルキルエステル類がビニルアセテート、ビニルプロ
ピオネート、またはそれらの組み合わせである、[1]に記載の水溶性コポリマー。
[6] 約0.5mol%から約20mol%までのアミン官能基を含む、[1]に記
載の水溶性コポリマー。
[7] 約5mol%から約15mol%までのアミン官能基を含む、[1]に記載の
水溶性コポリマー。
[8] 20℃におけるそのコポリマーの4重量%水溶液が約100濁度単位未満の濁
度を有する、[1]に記載の水溶性コポリマー。
[9] 20℃におけるそのコポリマーの4重量%水溶液が約50濁度単位未満の濁度
を有する、[1]に記載の水溶性コポリマー。
[10] (a)99から1mol%までのN−ビニルホルムアミドおよび
(b)1から99mol%までの1種類以上のビニルC1−C10アルキルエステル類
を共重合させ、次いで共重合した単位(a)からのホルミル基の30から100mol%
までを加水分解してアミノ基を形成し、共重合した単位(b)からのC1−C10アルキ
ルエステル基の30から100mol%までを加水分解してヒドロキシル基を形成するこ
とにより形成される水溶性コポリマーであって、そのコポリマーが4重量%の水溶液が約
100濁度単位未満の濁度を有することにより証明される単峰性分子量分布を有する水溶
性コポリマー。
[11] そのコポリマーの4%溶液がASTM D1209または同等の方法に従っ
て決定される約100APHA単位以下のAPHA色値を有する、[10]に記載の水溶
性コポリマー。
[12] そのコポリマーの4%溶液がASTM D1209または同等の方法に従っ
て決定される約50APHA単位以下のAPHA色値を有する、[10]に記載の水溶性
コポリマー。
[13] そのコポリマーが本質的にアミジン環を含まず、それがそのコポリマーの1
3C NMRスペクトル中にアミジンの炭素原子の吸収と一致する吸収が無いことにより
証明される、[10]に記載の水溶性コポリマー。
[14] そのビニルC1−C10アルキルエステル類がビニルアセテート、ビニルプ
ロピオネート、またはそれらの組み合わせである、[10]に記載の水溶性コポリマー。
[15] 約0.5mol%から約20mol%までのアミン官能基を含む、[10]
に記載の水溶性コポリマー。
[16] 約5mol%から約15mol%までのアミン官能基を含む、[10]に記
載の水溶性コポリマー。
[17] (a)99から1mol%までのN−ビニルホルムアミドおよび
(b)1から99mol%までの1種類以上のビニルC1−C10アルキルエステル類
を共重合させ、次いで共重合した単位(a)からのホルミル基の30から100mol%
までを加水分解してアミノ基を形成し、共重合した単位(b)からのC1−C10アルキ
ルエステル基の30から100mol%までを加水分解してヒドロキシル基を形成するこ
とにより形成される水溶性コポリマーであって、そのコポリマーが本質的にアミジン環を
含まず、それがそのコポリマーの13C NMRスペクトル中にアミジンの炭素原子の吸
収と一致する吸収が無いことにより証明される、水溶性コポリマー。
[18] そのコポリマーの4%溶液がASTM D1209または同等の方法に従っ
て決定される約100APHA単位以下のAPHA色値を有する、[17]に記載の水溶
性コポリマー。
[19] そのコポリマーの4%溶液がASTM D1209または同等の方法に従っ
て決定される約50APHA単位以下のAPHA色値を有する、[17]に記載の水溶性
コポリマー。
[20] そのビニルC1−C10アルキルエステル類がビニルアセテート、ビニルプ
ロピオネート、またはそれらの組み合わせである、[17]に記載の水溶性コポリマー。
[21] 約0.5mol%から約20mol%までのアミン官能基を含む、[17]
に記載の水溶性コポリマー。
[22] 約5mol%から約15mol%までのアミン官能基を含む、[17]に記
載の水溶性コポリマー。
[23] 20℃におけるそのコポリマーの4重量%水溶液が約100濁度単位未満の
濁度を有する、[17]に記載の水溶性コポリマー。
[24] 20℃におけるそのコポリマーの4重量%水溶液が約50濁度単位未満の濁
度を有する、[17]に記載の水溶性コポリマー。
[25] 次の工程を含む、水溶性コポリマーを製造するためのプロセス:
a)N−ビニルホルムアミドの総量の第1部分を反応器の中に装填する;
b)少なくとも1種類のビニルC1−C10アルキルエステルの総量の第1部分を反応
器の中に装填する;
c)フリーラジカル重合触媒の総量の第1部分を第1触媒流速で反応器の中に連続的に
供給する;
d)N−ビニルホルムアミドの第1部分、少なくとも1種類のビニルC1−C10アル
キルエステルの第1部分を、フリーラジカル重合触媒の存在下で、重合条件下で、第1期
間の間接触させる;
e)第1期間の後、N−ビニルホルムアミドの総量、ビニルC1−C10アルキルエス
テルの総量、およびフリーラジカル重合触媒の総量が反応器の中に供給されるまで、重合
条件下で、第2期間の間N−ビニルホルムアミドの第2部分をN−ビニルホルムアミド流
速で反応器の中に連続的に供給し、一方で同時に少なくとも1種類のビニルC1−C10
アルキルエステルの第2部分を反応器の中にエステル流速で供給し、一方で同時にフリー
ラジカル重合触媒の第2部分を反応器の中に第2触媒流速で供給する;続いて
f)第3期間の間、N−ビニルホルムアミドおよび少なくとも1種類のビニルC1−C
10アルキルエステルをフリーラジカル重合触媒の存在下で反応器中において重合条件下
で接触させて、ポリビニルホルムアミドおよび1種類以上のポリビニルC1−C10アル
キルエステル類を含む中間体コポリマーを生成し、ここで、第3期間は反応器中の中間体
コポリマーの固体含有量が約20重量%以上約70重量%以下である時に終了する;続い

g)コポリマーを鹸化してポリビニルアルコール−コ−ビニルホルムアミドを生成する

h)その中間体コポリマーを、酸性または塩基性条件のどちらかの下で加水分解して水
溶性コポリマーを生成する。
[26] [25]に記載のプロセスであって、その水溶性コポリマーが次のものを含
み:
(a)約0から30mol%までのN−ビニルホルムアミド部分;
(b)約99から1mol%までのN−ビニルアミン部分
(c)約0から30mol%までの1種類以上のビニルC1−C10アルキルエステル
部分;および
(d)1から99mol%までのビニルアルコール部分、
そのコポリマーがゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析における本質的に1個のピ
ークにより証明される単峰性分子量分布を有するプロセス。
[27] [25]に記載のプロセスであって、その水溶性コポリマーが次のものを含
み:
(a)約0から30mol%までのN−ビニルホルムアミド部分;
(b)約99から1mol%までのN−ビニルアミン部分
(c)約0から30mol%までの1種類以上のビニルC1−C10アルキルエステル
部分;および
(d)1から99mol%までのビニルアルコール部分、
そのコポリマーが4重量%の水溶液が約100濁度単位未満の濁度を有することにより
証明される単峰性分子量分布を有するプロセス。
[28] [25]に記載のプロセスであって、その水溶性コポリマーが次のものを含
み:
(a)約0から30mol%までのN−ビニルホルムアミド部分;
(b)約99から1mol%までのN−ビニルアミン部分
(c)約0から30mol%までの1種類以上のビニルC1−C10アルキルエステル
部分;および
(d)1から99mol%までのビニルアルコール部分、
そのコポリマーが本質的にアミジン環を含まず、それがそのコポリマーの13C NM
Rスペクトル中にアミジンの炭素原子の吸収と一致する吸収が無いことにより証明される
プロセス。
[29] [25]に記載のプロセスであって、そのフリーラジカル重合触媒が、分解
してフリーラジカルを与えるペルオキシド類、レドックス触媒、およびアゾ化合物からな
るグループから選択される少なくとも1種類のメンバーを含むプロセス。
[30] その共重合が溶媒または希釈液中で行われる、[25]に記載のプロセス。
[31] その共重合が水溶液中で行われる、[25]に記載のプロセス。
[32] 前記加水分解が中間体コポリマーを酸と接触させることにより行われる、[
25]に記載のプロセス。
[33] 前記加水分解が中間体コポリマーを塩基と接触させることにより行われる、
[25]に記載のプロセス。

Claims (33)

  1. (a)99から1mol%までのN−ビニルホルムアミドおよび
    (b)1から99mol%までの1種類以上のビニルC−C10アルキルエステル類を共重合させ、次いで共重合した単位(a)からのホルミル基の30から100mol%までを加水分解してアミノ基を形成し、共重合した単位(b)からのC−C10アルキルエステル基の30から100mol%までを加水分解してヒドロキシル基を形成することにより形成される水溶性コポリマーであって、そのコポリマーがゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析における本質的に1個のピークにより証明される単峰性分子量分布を有する水溶性コポリマー。
  2. そのコポリマーの4%溶液がASTM D1209または同等の方法に従って決定される約100APHA単位以下のAPHA色値を有する、請求項1に記載の水溶性コポリマー。
  3. そのコポリマーの4%溶液がASTM D1209または同等の方法に従って決定される約50APHA単位以下のAPHA色値を有する、請求項1に記載の水溶性コポリマー。
  4. そのコポリマーが本質的にアミジン環を含まず、それがそのコポリマーの13C NMRスペクトル中にアミジンの炭素原子の吸収と一致する吸収が無いことにより証明される、請求項1に記載の水溶性コポリマー。
  5. そのビニルC−C10アルキルエステル類がビニルアセテート、ビニルプロピオネート、またはそれらの組み合わせである、請求項1に記載の水溶性コポリマー。
  6. 約0.5mol%から約20mol%までのアミン官能基を含む、請求項1に記載の水溶性コポリマー。
  7. 約5mol%から約15mol%までのアミン官能基を含む、請求項1に記載の水溶性コポリマー。
  8. 20℃におけるそのコポリマーの4重量%水溶液が約100濁度単位未満の濁度を有する、請求項1に記載の水溶性コポリマー。
  9. 20℃におけるそのコポリマーの4重量%水溶液が約50濁度単位未満の濁度を有する、請求項1に記載の水溶性コポリマー。
  10. (a)99から1mol%までのN−ビニルホルムアミドおよび
    (b)1から99mol%までの1種類以上のビニルC−C10アルキルエステル類を共重合させ、次いで共重合した単位(a)からのホルミル基の30から100mol%までを加水分解してアミノ基を形成し、共重合した単位(b)からのC−C10アルキルエステル基の30から100mol%までを加水分解してヒドロキシル基を形成することにより形成される水溶性コポリマーであって、そのコポリマーが4重量%の水溶液が約100濁度単位未満の濁度を有することにより証明される単峰性分子量分布を有する水溶性コポリマー。
  11. そのコポリマーの4%溶液がASTM D1209または同等の方法に従って決定される約100APHA単位以下のAPHA色値を有する、請求項10に記載の水溶性コポリマー。
  12. そのコポリマーの4%溶液がASTM D1209または同等の方法に従って決定される約50APHA単位以下のAPHA色値を有する、請求項10に記載の水溶性コポリマー。
  13. そのコポリマーが本質的にアミジン環を含まず、それがそのコポリマーの13C NMRスペクトル中にアミジンの炭素原子の吸収と一致する吸収が無いことにより証明される、請求項10に記載の水溶性コポリマー。
  14. そのビニルC−C10アルキルエステル類がビニルアセテート、ビニルプロピオネート、またはそれらの組み合わせである、請求項10に記載の水溶性コポリマー。
  15. 約0.5mol%から約20mol%までのアミン官能基を含む、請求項10に記載の水溶性コポリマー。
  16. 約5mol%から約15mol%までのアミン官能基を含む、請求項10に記載の水溶性コポリマー。
  17. (a)99から1mol%までのN−ビニルホルムアミドおよび
    (b)1から99mol%までの1種類以上のビニルC−C10アルキルエステル類を共重合させ、次いで共重合した単位(a)からのホルミル基の30から100mol%までを加水分解してアミノ基を形成し、共重合した単位(b)からのC−C10アルキルエステル基の30から100mol%までを加水分解してヒドロキシル基を形成することにより形成される水溶性コポリマーであって、そのコポリマーが本質的にアミジン環を含まず、それがそのコポリマーの13C NMRスペクトル中にアミジンの炭素原子の吸収と一致する吸収が無いことにより証明される、水溶性コポリマー。
  18. そのコポリマーの4%溶液がASTM D1209または同等の方法に従って決定される約100APHA単位以下のAPHA色値を有する、請求項17に記載の水溶性コポリマー。
  19. そのコポリマーの4%溶液がASTM D1209または同等の方法に従って決定される約50APHA単位以下のAPHA色値を有する、請求項17に記載の水溶性コポリマー。
  20. そのビニルC−C10アルキルエステル類がビニルアセテート、ビニルプロピオネート、またはそれらの組み合わせである、請求項17に記載の水溶性コポリマー。
  21. 約0.5mol%から約20mol%までのアミン官能基を含む、請求項17に記載の水溶性コポリマー。
  22. 約5mol%から約15mol%までのアミン官能基を含む、請求項17に記載の水溶性コポリマー。
  23. 20℃におけるそのコポリマーの4重量%水溶液が約100濁度単位未満の濁度を有する、請求項17に記載の水溶性コポリマー。
  24. 20℃におけるそのコポリマーの4重量%水溶液が約50濁度単位未満の濁度を有する、請求項17に記載の水溶性コポリマー。
  25. 次の工程を含む、水溶性コポリマーを製造するためのプロセス:
    a)N−ビニルホルムアミドの総量の第1部分を反応器の中に装填する;
    b)少なくとも1種類のビニルC−C10アルキルエステルの総量の第1部分を反応器の中に装填する;
    c)フリーラジカル重合触媒の総量の第1部分を第1触媒流速で反応器の中に連続的に供給する;
    d)N−ビニルホルムアミドの第1部分、少なくとも1種類のビニルC−C10アルキルエステルの第1部分を、フリーラジカル重合触媒の存在下で、重合条件下で、第1期間の間接触させる;
    e)第1期間の後、N−ビニルホルムアミドの総量、ビニルC−C10アルキルエステルの総量、およびフリーラジカル重合触媒の総量が反応器の中に供給されるまで、重合条件下で、第2期間の間n−ビニルホルムアミドの第2部分をn−ビニルホルムアミド流速で反応器の中に連続的に供給し、一方で同時に少なくとも1種類のビニルC−C10アルキルエステルの第2部分を反応器の中にエステル流速で供給し、一方で同時にフリーラジカル重合触媒の第2部分を反応器の中に第2触媒流速で供給する;続いて
    f)第3期間の間、n−ビニルホルムアミドおよび少なくとも1種類のビニルC−C10アルキルエステルをフリーラジカル重合触媒の存在下で反応器中において重合条件下で接触させて、ポリビニルホルムアミドおよび1種類以上のポリビニルC−C10アルキルエステル類を含む中間体コポリマーを生成し、ここで、第3期間は反応器中の中間体コポリマーの固体含有量が約20重量%以上約70重量%以下である時に終了する;続いて
    g)コポリマーを鹸化してポリビニルアルコール−コ−ビニルホルムアミドを生成する;
    h)その中間体コポリマーを、酸性または塩基性条件のどちらかの下で加水分解して水溶性コポリマーを生成する。
  26. 請求項25に記載のプロセスであって、その水溶性コポリマーが次のものを含み:
    (a)約0から30mol%までのN−ビニルホルムアミド部分;
    (b)約99から1mol%までのN−ビニルアミン部分
    (c)約0から30mol%までの1種類以上のビニルC−C10アルキルエステル部分;および
    (d)1から99mol%までのビニルアルコール部分、
    そのコポリマーがゲル浸透勾配溶離クロマトグラフィー分析における本質的に1個のピークにより証明される単峰性分子量分布を有するプロセス。
  27. 請求項25に記載のプロセスであって、その水溶性コポリマーが次のものを含み:
    (a)約0から30mol%までのN−ビニルホルムアミド部分;
    (b)約99から1mol%までのN−ビニルアミン部分
    (c)約0から30mol%までの1種類以上のビニルC−C10アルキルエステル部分;および
    (d)1から99mol%までのビニルアルコール部分、
    そのコポリマーが4重量%の水溶液が約100濁度単位未満の濁度を有することにより証明される単峰性分子量分布を有するプロセス。
  28. 請求項25に記載のプロセスであって、その水溶性コポリマーが次のものを含み:
    (a)約0から30mol%までのN−ビニルホルムアミド部分;
    (b)約99から1mol%までのN−ビニルアミン部分
    (c)約0から30mol%までの1種類以上のビニルC−C10アルキルエステル部分;および
    (d)1から99mol%までのビニルアルコール部分、
    そのコポリマーが本質的にアミジン環を含まず、それがそのコポリマーの13C NM
    Rスペクトル中にアミジンの炭素原子の吸収と一致する吸収が無いことにより証明されるプロセス。
  29. 請求項25に記載のプロセスであって、そのフリーラジカル重合触媒が、分解してフリーラジカルを与えるペルオキシド類、レドックス触媒、およびアゾ化合物からなるグループから選択される少なくとも1種類のメンバーを含むプロセス。
  30. その共重合が溶媒または希釈液中で行われる、請求項25に記載のプロセス。
  31. その共重合が水溶液中で行われる、請求項25に記載のプロセス。
  32. 前記加水分解が中間体コポリマーを酸と接触させることにより行われる、請求項25に記載のプロセス。
  33. 前記加水分解が中間体コポリマーを塩基と接触させることにより行われる、請求項25に記載のプロセス。
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