JP2725400B2 - Method for producing water-soluble cationic polymer - Google Patents

Method for producing water-soluble cationic polymer

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JP2725400B2
JP2725400B2 JP1243213A JP24321389A JP2725400B2 JP 2725400 B2 JP2725400 B2 JP 2725400B2 JP 1243213 A JP1243213 A JP 1243213A JP 24321389 A JP24321389 A JP 24321389A JP 2725400 B2 JP2725400 B2 JP 2725400B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は水溶性カチオン系ポリマーの製造方法に関す
るものであり、水溶性カチオン系ポリマーはカチオン性
高分子電解質として凝集剤、繊維工業や製紙工業等での
染色助剤、繊維改良質剤、抄紙時のろ水性向上剤、サイ
ズ剤の歩留り向上剤として有用なもので、本発明で得ら
れた水溶性カチオン系ポリマーは、凝集剤を必要とする
業界及び繊維工業や製紙工業等の業界で利用される。
The present invention relates to a method for producing a water-soluble cationic polymer, wherein the water-soluble cationic polymer is used as a flocculant as a cationic polyelectrolyte. Dyeing aids in the textile industry, papermaking industry, etc., fiber improving agents, drainage improvers during papermaking, useful as a retention agent for sizing agents, the water-soluble cationic polymer obtained in the present invention is It is used in industries that require a flocculant and in the textile and paper industries.

特に、4級化アミノアルキルアクリレートの単独ある
いはそれらとアクリルアミドとのポリマーは難脱水汚泥
の脱水に対して優れた効果を有しており、本発明方法で
得られたそれらの水溶性カチオン系ポリマーは前記汚泥
処理を必要とする業界で広く利用されるものである。
In particular, quaternized aminoalkyl acrylates alone or polymers of them with acrylamide have an excellent effect on dehydration of hardly dewatered sludge, and those water-soluble cationic polymers obtained by the method of the present invention are It is widely used in industries requiring sludge treatment.

[従来の技術] 前記業界で用いられる水溶性カチオン系ポリマーに
は、固体、特に、取扱い及び貯蔵安定性の良い粉末品が
望まれており、さらに難脱水汚泥の脱水に対して用いら
れる4級化アミノアルキルアクリレートの単独あるいは
それらとアクリルアミドとのポリマーには、上記特性に
加えて、比較的低分子量であることと反応性が良好であ
ることが望まれている。
[Prior art] As the water-soluble cationic polymer used in the industry, a solid, especially a powder having good handling and storage stability is desired, and a quaternary used for dehydration of hardly dewatered sludge. In addition to the above-mentioned properties, it is desired that a polymer of an aminoalkyl acrylate alone or a polymer thereof and acrylamide has a relatively low molecular weight and good reactivity.

固体状の水溶性カチオン系ポリマーを製造する方法と
しては、 (1)水溶液重合後のゲルを熱風等により乾燥して水を
除去する方法、ポリマーを溶解しない親水性有機溶媒を
加え水を抽出する方法、水との共沸溶媒を加え共沸除去
する方法。
Methods for producing a solid water-soluble cationic polymer include: (1) a method in which a gel after aqueous solution polymerization is dried with hot air or the like to remove water, or a hydrophilic organic solvent that does not dissolve the polymer is added to extract water. And azeotropic removal by adding an azeotropic solvent with water.

(2)逆相乳化重合、逆相懸濁重合後、直接ろ別乾燥し
たり、前記の適宜な方法で脱水した後、ろ別する方法。
(2) A method of directly filtering and drying after reverse phase emulsion polymerization and reverse phase suspension polymerization, or dehydrating by an appropriate method described above, and then filtering.

(3)沈殿析出重合後ポリマーを溶媒からろ別乾燥する
方法。
(3) A method of drying the polymer by filtration from a solvent after precipitation polymerization.

等の各種方法が採用されている。And various other methods are employed.

[発明が解決しようとする課題〕 前記製造方法のうち重合や乾燥工程で有機溶媒を使用
する方法の場合、突発的重合や重合温度、乾燥温度管理
のミス等の発生により反応系の温度や圧力が異常に上昇
し爆発、火災を招く危険性や高価な有機溶媒を使用しな
ければならない経済性あるいは作業員に対する環境衛生
等の問題があるので、工業的には有機溶媒を使用しない
水溶性重合が有利である。
[Problems to be Solved by the Invention] Among the above-mentioned production methods, in the case of using an organic solvent in the polymerization and drying steps, the temperature and pressure of the reaction system due to the occurrence of sudden polymerization, polymerization temperature, mistakes in drying temperature management, etc. Water-soluble polymerization that does not use an organic solvent is industrially problematic because it raises the risk of explosion, fire, abnormal fire, the economical necessity of using expensive organic solvents, and environmental hygiene for workers. Is advantageous.

しかしながら、水溶液重合で比較的低分子量のカチオ
ン性ポリマーを得る場合、得られる水溶性含水ゲルが自
立性が無く、流動的で非常に大きな粘着性を示すので、
重合後、反応容器からの取り出し、細分化や乾燥等の作
業性が著しく悪くなる場合がある。このため、こうした
作業性の問題を解決するため、比較的高濃度のモノマー
水溶液を重合させようとすると重合反応は激しく生じ、
重合熱により系の温度は急激に上昇し、約100℃を越え
る様になると、ゲル状態のまま沸騰状態になり、ゲル内
部からの水蒸気放出によりゲルが反応器容積以上に膨張
する危険な現象が発生する。
However, when a relatively low molecular weight cationic polymer is obtained by aqueous solution polymerization, the resulting water-soluble hydrated gel is not self-supporting, and exhibits fluid and very large tackiness.
After the polymerization, workability such as removal from the reaction vessel, fragmentation and drying may be significantly deteriorated. For this reason, in order to solve such a problem of workability, when an attempt is made to polymerize a relatively high-concentration aqueous monomer solution, the polymerization reaction occurs violently,
The temperature of the system rises sharply due to the heat of polymerization, and when it exceeds about 100 ° C, it becomes a boiling state in the gel state, and the dangerous phenomenon that the gel expands beyond the reactor volume due to the release of water vapor from the inside of the gel. Occur.

さらに溶液の粘度上昇により重合度が著しく増大する
ゲル効果現象も加わり温度制御が一層困難となり、加水
分解反応や架橋反応も生じて、好ましい品質の製品が得
られなくなる。
In addition, a gel effect phenomenon, in which the degree of polymerization is remarkably increased due to an increase in the viscosity of the solution, is added, so that the temperature control becomes more difficult.

本発明は、水溶液重合において、水溶性カチオン系ポ
リマーを製造する際に生じる、上記問題点を解決し、生
産性、作業性に優れ、優れた物性を示す水溶性カチオン
系ポリマーの製造方法を求めることを目的とするもので
ある。
Solution to Problem The present invention solves the above-mentioned problems that occur when producing a water-soluble cationic polymer in aqueous solution polymerization, and seeks a method for producing a water-soluble cationic polymer which has excellent productivity, excellent workability, and excellent physical properties. The purpose is to do so.

(ロ)発明の構成 [課題を解決するための手段] 本発明者等は、前記のごとき実情に鑑み、上記目的を
達成すべく、種々検討した結果、比較的高濃度のモノマ
ー水性溶液を加圧下で反応系の沸騰を防止しながら重合
することにより上記問題点を解決し、生産性、作業性に
優れ、優れた物性を示す水溶性カチオン系ポリマーが得
られることを見出して、本発明を完成したのである。
(B) Configuration of the Invention [Means for Solving the Problems] In view of the above-mentioned circumstances, the present inventors have conducted various studies to achieve the above object, and as a result, have added a relatively high-concentration aqueous monomer solution. The present invention solves the above-mentioned problems by performing polymerization while preventing the reaction system from boiling under pressure, and finds that a water-soluble cationic polymer exhibiting excellent physical properties with excellent productivity and workability can be obtained. It was completed.

即ち本発明は、加圧により水性媒体の沸騰を防止しつ
つカチオン性モノマー又はカチオン性モノマーを含有す
るモノマー混合物を溶液重合しゲル状重合体を得ること
を特徴とする水溶性カチオン系ポリマーの製造方法に関
するものである。
That is, the present invention provides a method for producing a water-soluble cationic polymer, which comprises obtaining a gel polymer by solution-polymerizing a cationic monomer or a monomer mixture containing a cationic monomer while preventing boiling of an aqueous medium by applying pressure. It is about the method.

以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

○カチオン性モノマー 本発明で重合されるカチオン性モノマー又はカチオン
性モノマーを含有するモノマー混合物とは、アルキルア
ミノアルキル(メタ)アクリレート、アルキルアミノア
ルキルアクリルアミド等の不飽和第4級アンモニウム塩
或いはジアルキルジアリルアンモニウムハライド、アル
キルアミノアリルハライド等のカチオン性モノマーの1
種又は2種以上の混合物、或いは、これらのカチオン性
モノマーの1種又は2種以上とこれらと共重合可能なエ
チレン性不飽和モノマー、例えば、アクリルアミド、メ
タクリルアミド、酢酸ビニル等の水溶性モノマー、アク
リル酸メチル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸メ
チル等のメタクリル酸エステル等との混合物である。
○ Cationic monomer The cationic monomer to be polymerized in the present invention or the monomer mixture containing the cationic monomer is an unsaturated quaternary ammonium salt such as alkylaminoalkyl (meth) acrylate, alkylaminoalkylacrylamide or dialkyldiallylammonium. Cationic monomers such as halides and alkylaminoallyl halides
Species or a mixture of two or more thereof, or one or more of these cationic monomers and an ethylenically unsaturated monomer copolymerizable therewith, for example, acrylamide, methacrylamide, water-soluble monomers such as vinyl acetate, It is a mixture with an acrylate such as methyl acrylate and a methacrylate such as methyl methacrylate.

本発明の製造方法に適したカチオン性モノマーとして
は、不飽和第4級アンモニウム塩が挙げられ、特に下記
一般式(1)で示されるアミノアルキル(メタ)アクリ
レート系モノマーを好ましいものとして挙げることが出
来る。
Cationic monomers suitable for the production method of the present invention include unsaturated quaternary ammonium salts, and particularly preferred are aminoalkyl (meth) acrylate monomers represented by the following general formula (1). I can do it.

式中Rは水素原子、あるいはアルキル基を示し、R1
水素原子、アルキル基あるいはアラアルキル基を示し、
R2、R3は同一又は異なるアルキル基を示し、X-はハロゲ
ン、モノアルキル硫酸、または鉱酸に由来する陰性基、
nは正の整数を示す。
In the formula, R represents a hydrogen atom or an alkyl group; R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aralkyl group;
R 2 and R 3 represent the same or different alkyl groups, X is a negative group derived from halogen, monoalkyl sulfate or mineral acid,
n shows a positive integer.

特に本発明にとり好ましいものは、式中のRが水素原
子、あるいはメチル基で、R1が水素原子あるいは炭素数
1〜4のアルキル基あるいはアラアルキル基であり、
R2、R3が炭素数1〜4のアルキル基であり、nが1〜4
のものである。
Particularly preferred for the present invention are those wherein R in the formula is a hydrogen atom or a methyl group, and R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an aralkyl group;
R 2 and R 3 are an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and n is 1 to 4
belongs to.

前記一般式(1)で示されるアミノアルキル(メタ)
アクリレート系モノマーの具体例としては、代表的なも
のとしては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレー
ト、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメ
チルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルア
ミノプロピルエチル(メタ)アクリレート等を塩化メチ
ル、塩化ベンジル、臭化メチル、臭化エチル、ジメチル
硫酸、ジエチル硫酸等により4級化した第4級アンモニ
ウム塩、又は塩酸、硫酸、酢酸等で処理した第3アミノ
塩をあげることができ、より具体的には例えば次のもの
があげられる。(メタ)アクリロイルオキシエチルトリ
メチルアンモニウムクロライド、(メタ)アクリロイル
オキシエチルジメチルベンジルアンモニウムクロライ
ド、(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアン
モニウムブロマイド、(メタ)アクリロイルオキシエチ
ルトリメチルアンモニウムメチルサルフェート、(メ
タ)アクリロイルオキシエチルジメチルエチルアンモニ
ウムエチルサルフェート、(メタ)アクリロオキシエチ
ルトリメチルアンモニウムブロミド、(メタ)アクリロ
イルオキシエチルジメチルエチルアンモニムクロライ
ド、(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチルアミン
・塩酸塩、(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチル
硫酸塩等である。
Aminoalkyl (meth) represented by the general formula (1)
Specific examples of the acrylate monomer include dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, diethylaminopropylethyl (meth) acrylate, and the like. Quaternary ammonium salts quaternized with benzyl chloride, methyl bromide, ethyl bromide, dimethyl sulfate, diethyl sulfate, or the like, or tertiary amino salts treated with hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, and the like. Specific examples include the following. (Meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride, (meth) acryloyloxyethyldimethylbenzylammonium chloride, (meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium bromide, (meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium methylsulfate, (meth) acryloyloxyethyldimethylethyl Ammonium ethyl sulfate, (meth) acryloyloxyethyltrimethylammonium bromide, (meth) acryloyloxyethyldimethylethylammonium chloride, (meth) acryloyloxyethyldimethylamine hydrochloride, (meth) acryloyloxyethyldimethylsulfate, etc. is there.

エチレン性不飽和モノマーと共重合する際の、共重合
割合は生成ポリマーが水溶性を失わない範囲で任意に設
定すればよく、共重合されるモノマーの種類に応じて限
界は定められる。
The copolymerization ratio at the time of copolymerization with the ethylenically unsaturated monomer may be set arbitrarily as long as the produced polymer does not lose water solubility, and the limit is determined according to the type of the monomer to be copolymerized.

○加圧条件 本発明は、加圧により水性媒体の沸騰を防止しつつカ
チオン性モノマー又はカチオン性モノマーを含有するモ
ノマー混合物を溶液重合することを特徴とするものであ
り、溶液重合時に水性媒体が沸騰することを防止するた
めの加圧圧力としては、モノマー溶液或いはモノマー溶
液とモノマー溶液の重合により生成した重合体を含む反
応径(水性溶液)の沸騰、特に水性媒体の沸騰を充分に
防止することのできるものでなければならない。
○ Pressure conditions The present invention is characterized in that solution polymerization of a cationic monomer or a monomer mixture containing a cationic monomer is performed while preventing the aqueous medium from boiling by pressurization. As the pressurizing pressure for preventing boiling, the boiling of the reaction diameter (aqueous solution) containing the monomer solution or the polymer formed by polymerization of the monomer solution and the monomer solution, particularly the boiling of the aqueous medium, is sufficiently prevented. It must be able to do it.

その様に加圧することにより、ゲルも沸騰することな
く、均一で自立性が良好であり、粘着性も無くかつ乾燥
効率のよい含水ゲルを生成し得るのである。具体的な加
圧圧力は、モノマー溶液の濃度および重合開始温度によ
って、沸騰時圧力が種々変動するので、それに応じて沸
騰を防止するに足る様に適宜設定すれば良いが、一般的
に加圧圧力として0.5kg/cm2G以上を用いるのが好まし
く、より好ましくは1〜4kg/cm2Gの加圧下の重合であ
る。加圧の上限は、得られるカチオン性ポリマーの特性
によって制限されることはなく、主として製造設備化に
おける経済性および操作の難易性等から定められるもの
である。
By applying such pressure, it is possible to produce a hydrogel having uniformity, good self-sustainability, no stickiness and good drying efficiency without boiling the gel. The specific pressurizing pressure varies depending on the concentration of the monomer solution and the polymerization start temperature, and the pressure at the time of boiling varies. Therefore, the pressurizing pressure may be appropriately set so as to prevent the boiling. it is preferred to use more than 0.5 kg / cm 2 G as pressure, more preferably a polymerization pressure of 1~4kg / cm 2 G. The upper limit of the pressurization is not limited by the properties of the resulting cationic polymer, but is determined mainly from the viewpoint of economical efficiency and difficulty in operation in manufacturing equipment.

加圧は重合温度が高くなり水性媒体が沸騰するのを防
止するために行なわれるのであるから、モノマー溶液の
重合により発生した熱による温度上昇に伴う沸騰圧力の
変動に応じて、加圧の条件を変更設定すれば良いが、操
作の容易性、安全性からはモノマー溶液を反応器に供給
後から重合終了まで、常に設定された圧力を加えて操作
するのが好ましい。
The pressurization is performed to prevent the polymerization temperature from becoming high and the aqueous medium from boiling.Therefore, the pressurization condition is adjusted according to the fluctuation of the boiling pressure accompanying the temperature rise due to the heat generated by the polymerization of the monomer solution. However, from the viewpoint of easiness and safety of the operation, it is preferable that the operation is performed by constantly applying the set pressure from the supply of the monomer solution to the reactor to the end of the polymerization.

○重合条件 本発明における溶液重合は、従来公知の方法で行うこ
とが出来る。
-Polymerization conditions Solution polymerization in the present invention can be performed by a conventionally known method.

溶媒としては、一般的な水性媒体、即ち水又は水と水
に混和し得るアルコール等の混合媒体が用いられる。
As the solvent, a general aqueous medium, that is, a mixed medium such as water or alcohol miscible with water and water is used.

重合開始剤としては周知の、例えばアゾビス(2−ア
ミジプロパン)塩酸塩、アゾビオスイソブチルニトリル
等のアゾ化合物、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム
等の過酸化物さらにこれら過酸化物と硫酸第一鉄アンモ
ニウムや亜硫酸ナトリウム等の亜硫酸塩の還元剤を併用
するレドックス系開始剤が用いられる。添加量はモノマ
ーの種類および濃度によって異なってくるが通常モノマ
ーに対して0.05〜0.5重量%である。
Known polymerization initiators include, for example, azo compounds such as azobis (2-amidipropane) hydrochloride and azobiosisobutylnitrile, peroxides such as ammonium persulfate and potassium persulfate, and peroxides such as these and ammonium ferrous sulfate. A redox initiator using a sulfite reducing agent such as sodium sulfite in combination is used. The addition amount varies depending on the type and concentration of the monomer, but is usually 0.05 to 0.5% by weight based on the monomer.

重合開始温度については、特に制限はなく使用する開
始剤に応じて設定すれば良く、反応速度が著しく低下し
ない温度に設定すれば良い。
The polymerization initiation temperature is not particularly limited and may be set according to the initiator used, and may be set to a temperature at which the reaction rate does not significantly decrease.

得られた重合体の含水ゲルは、重合終了後、生成した
重合体を含む反応系が大気圧でも沸騰しなくなるまで冷
却した後、反応容器内圧力を大気圧に戻してから反応容
器の反転あるいは反応容器からの掻き取りによる抜出さ
れる。あるいは生成した重合体を含む反応系が大気圧で
沸騰しなくなるまで冷却した後、反応容器内にかかって
いる圧力を利用して押出しても良い。抜出したゲルは必
要に応じて加熱あるいは冷却処理を施した後に、細断機
または押出し機により細断される。細断された含水ゲル
は高温乾燥機、ドラム式回転乾燥機、ベルト式乾燥機に
おいて、例えば40〜130℃、好ましくは60〜100℃の温度
で含水量が15重量%以下、好ましくは10重量%以下にな
るまで乾燥した後、粉砕することにより粉末品が得られ
る。
After the completion of the polymerization, the obtained water-containing gel of the polymer is cooled until the reaction system containing the formed polymer does not boil even at atmospheric pressure, and then the pressure inside the reaction vessel is returned to atmospheric pressure, and then the reaction vessel is inverted or It is withdrawn by scraping from the reaction vessel. Alternatively, after the reaction system containing the produced polymer is cooled until it no longer boils at atmospheric pressure, it may be extruded using the pressure applied in the reaction vessel. The extracted gel is subjected to a heating or cooling treatment as required, and then cut by a shredder or an extruder. The shredded hydrogel is dried in a high-temperature dryer, a drum-type rotary dryer, or a belt dryer, for example, at a temperature of 40 to 130 ° C., preferably 60 to 100 ° C., and has a water content of 15% by weight or less, preferably 10% by weight. %, And then pulverized to obtain a powdered product.

[作用] 加圧により水性媒体の沸騰を防止しつつ溶液重合する
という本発明によれば、高濃度なモノマー溶液を制御さ
れた状態で重合反応を進行せしめ、ゲルの自立性が良好
で粘着性も無くかつ乾燥効率のよい。含水ゲルが生成さ
れる。特に重合反応中の含水ゲルは高温であるにもかか
わらず加水分解反応、架橋反応が進行せず、高性能のポ
リマーを製造することができるという優れた作用を奏す
るのである。
[Action] According to the present invention, in which solution polymerization is carried out while preventing the aqueous medium from boiling under pressure, the polymerization reaction proceeds in a controlled manner with a high-concentration monomer solution, and the gel has good self-sustainability and tackiness. No drying and good drying efficiency. A hydrogel is produced. In particular, the hydrogel during the polymerization reaction has an excellent effect that the hydrolysis reaction and the cross-linking reaction do not proceed even at a high temperature, and a high-performance polymer can be produced.

[実施例] 次に例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明
はその要旨を超えない限り以下の実施例によって制約さ
れるものではない。
EXAMPLES Next, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited by the following examples unless it exceeds the gist.

実施例1 重量比で7/3であるアクリロイルオキシエチルトリメ
チルアンモニウムクロライドとアクリルアミドの51重量
%モノマー水溶液を加圧重合反応器で10℃に保ちながら
1時間窒素を吹込み脱気を行なった。続いてアゾビス
(2−アミジノプロパン)塩酸塩1000ppm、過硫酸アン
モニウム50ppm、亜硫酸ナトリウム50ppmを添加し、圧力
1kg/cm2G下で重合を行なった。系の温度は114℃まで上
昇し、30分後に重合は完結した。
Example 1 A 51% by weight aqueous solution of acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride and acrylamide at a weight ratio of 7/3 was blown with nitrogen for 1 hour while maintaining the temperature at 10 ° C. in a pressure polymerization reactor to perform degassing. Subsequently, 1000 ppm of azobis (2-amidinopropane) hydrochloride, 50 ppm of ammonium persulfate and 50 ppm of sodium sulfite were added, and the pressure was increased.
Polymerization was performed under 1 kg / cm 2 G. The temperature of the system rose to 114 ° C. and the polymerization was completed after 30 minutes.

含水ゲルが沸点以下に冷却した後、反応容器内圧力を
大気圧に戻してから反応器を反転して内容物を取り出し
た。50℃で得られたゲルの固さをカードメーターで測定
したところ1.05×105dyne/cm2の固くて粘着性のないゲ
ルであり、細断処理性も良好で、60℃の熱風で2Hrで乾
燥された。また得られたポリマーのカチオン密度を、コ
ロイド滴定法によって測定したところ、対理論比0.98で
あり加水分解はほとんど起っていなかった。さらに0.5
%ポリマー水溶液を80meshの金網でろ過した時の残容量
を不溶解分として測定したところ0.5ml以下であった。
After the hydrogel was cooled below the boiling point, the pressure in the reaction vessel was returned to atmospheric pressure, and then the reactor was inverted to take out the contents. When the hardness of the gel obtained at 50 ° C. was measured with a card meter, the gel was 1.05 × 10 5 dyne / cm 2, a hard, non-adhesive gel, with good shredding properties, and 2 hours of hot air at 60 ° C. And dried. When the cation density of the obtained polymer was measured by a colloid titration method, the theoretical ratio was 0.98, and almost no hydrolysis occurred. An additional 0.5
% Of the aqueous solution of the polymer was filtered through an 80 mesh wire gauze.

比較例1 重量比で7/3であるアクリロイルオキシエチルトリメ
チルアンモニウムクロライドとアクリルアミドの51重量
%モノマー水溶液をステンレス製容器で10℃に保ちなが
ら1時間窒素を吹込み脱気を行なった。続いてアゾビス
(2−アミジノプロパン)塩酸塩1000ppm、過硫酸アン
モニウム50ppm、亜硫酸ナトリウム50ppmを添加し、常圧
下で重合を行った。
Comparative Example 1 A 51% by weight aqueous solution of acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride and acrylamide at a weight ratio of 7/3 was blown with nitrogen for 1 hour in a stainless steel container while maintaining the temperature at 10 ° C. to perform degassing. Subsequently, 1000 ppm of azobis (2-amidinopropane) hydrochloride, 50 ppm of ammonium persulfate, and 50 ppm of sodium sulfite were added, and polymerization was performed under normal pressure.

反応中105℃でゲルが飛び出した。ゲルの固さ、粘着
性とゲルの処理性は実施例1より悪化した。
The gel popped out at 105 ° C during the reaction. Gel hardness, tackiness and gel processability were worse than in Example 1.

また、カチオン密度も、対理論比0.80であり加水分解
が起っていた。また不溶解分も3mlと溶解性が悪化し
た。
Also, the cation density was 0.80 with respect to the theoretical ratio, indicating that hydrolysis had occurred. In addition, the insoluble content was 3 ml, and the solubility was deteriorated.

比較例2 重量比で7/3であるアクリロイルオキシエチルトリメ
チルアンモニウムクロライドとアクリルアミドの40重量
%モノマー水溶液をステンレス製容器で10℃に保ちなが
ら1時間窒素を吹込み脱気を行なった。続いてアゾビス
(2−アミジノプロパン)塩酸塩1000ppm、過硫酸アン
モニウム45ppm、亜硫酸ナトリウム45ppmを添加し、常圧
下で重合を行った。
Comparative Example 2 A 40% by weight aqueous solution of acryloyloxyethyltrimethylammonium chloride and acrylamide at a weight ratio of 7/3 was blown with nitrogen for 1 hour in a stainless steel container while maintaining the temperature at 10 ° C. to perform degassing. Subsequently, 1000 ppm of azobis (2-amidinopropane) hydrochloride, 45 ppm of ammonium persulfate, and 45 ppm of sodium sulfite were added, and polymerization was performed under normal pressure.

系の温度は88℃まで上昇し、30分後に重合は完結し
た。内容物を取り出し、50℃で得られたゲルの固さをカ
ードメーターで測定したところ0.6×105dyne/cm2の軟ら
かくて粘着性の強いゲルであり、細断時、細断機に絡み
付き細断処理性が著しく悪化した。乾燥も60℃の熱風で
6Hr必要であった。得られたポリマーのカチオン密度を
コロイド滴定法によって測定したところ対理論比0.99で
あり加水分解はほとんど起っていなかった。さらに0.5
%ポリマー水溶液を80meshの金網でろ過した時の残容量
を不溶解分として測定したところ0.5ml以下であった。
The temperature of the system rose to 88 ° C. and the polymerization was completed after 30 minutes. The contents were taken out, and the hardness of the gel obtained at 50 ° C was measured with a card meter.The gel was 0.6 x 10 5 dyne / cm 2, which was a soft and sticky gel. Shredding property deteriorated remarkably. Drying with hot air of 60 ℃
6Hr was required. When the cation density of the obtained polymer was measured by a colloid titration method, the theoretical ratio was 0.99, and almost no hydrolysis occurred. An additional 0.5
% Of the aqueous solution of the polymer was filtered through an 80 mesh wire gauze.

実施例2〜4 実施例1と同様な方法で圧力(実施例2)、モノマー
濃度(実施例3、4)を変えて加圧重合を行なった。実
施例1〜4、比較例1〜2の結果をまとめて表1に示し
た。
Examples 2 to 4 Pressure polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 while changing the pressure (Example 2) and the monomer concentration (Examples 3 and 4). Table 1 summarizes the results of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2.

(ハ)発明の効果 本発明により得られる水溶性カチオン系ポリマーはカ
チオン性高分子電解質として凝集剤、繊維工業や製紙工
業等での染色助剤、繊維改良質剤、抄紙時のろ水性向上
剤、サイズ剤の歩留り向上剤として有用なもので、特
に、4級化アミノアルキルアクリレートの単独あるいは
これとアクリルアミドから得られた水溶性カチオン系ポ
リマーは難脱水汚泥の脱水に対して優れた効果を有して
いるため、凝集剤を必要とする業界及び繊維工業や製紙
工業等の業界で巾広く利用されるものである。
(C) Effects of the Invention The water-soluble cationic polymer obtained by the present invention is a flocculant as a cationic polyelectrolyte, a dyeing aid in the textile industry or papermaking industry, a fiber improving agent, and a drainage improver in papermaking. The quaternary aminoalkyl acrylate alone or a water-soluble cationic polymer obtained from this and acrylamide has an excellent effect on the dewatering of hardly dewatered sludge. Therefore, it is widely used in industries that require a flocculant and in the textile and paper industries.

そのうえ、本発明により得られる水溶性カチオン系ポ
リマーは、固体、特に、取扱い及び貯蔵安定性の良い粉
末品であり、難脱水汚泥の脱水に対して用いられる4級
化アミノアルキルアクリレートの単独あるいはこれとア
クリルアミドとのポリマー等においては、比較的低分子
量であるうえに反応性も良好なものである。
In addition, the water-soluble cationic polymer obtained by the present invention is a solid, especially a powder having good handling and storage stability, and can be used alone or as a quaternary aminoalkyl acrylate used for dehydration of hardly dewatered sludge. Polymers of acrylamide and acrylamide have relatively low molecular weight and good reactivity.

この様に本発明は、優れた物性を示す水溶性カチオン
系ポリマーの製造方法であるが、さらに、生産性、作業
性に優れたものであるため、前記業界は勿論、水溶性カ
チオン系ポリマーを製造する化学業界に寄与すること大
なるものである。
As described above, the present invention is a method for producing a water-soluble cationic polymer exhibiting excellent physical properties.However, since it is excellent in productivity and workability, not only the above-mentioned industry but also a water-soluble cationic polymer can be used. It is a great contribution to the manufacturing chemical industry.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−102616(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-55-102616 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】加圧により水性媒体の沸騰を防止しつつカ
チオン性モノマー叉はカチオン性モノマーを含有するモ
ノマー混合物を溶液重合しゲル状重合体を得ることを特
徴とする水溶性カチオン系ポリマーの製造方法。
1. A water-soluble cationic polymer, which comprises subjecting a cationic monomer or a monomer mixture containing a cationic monomer to solution polymerization while preventing the aqueous medium from boiling by pressurization to obtain a gel polymer. Production method.
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