JP2874740B2 - Process for producing powdery 2-pyrrolidone polymer - Google Patents

Process for producing powdery 2-pyrrolidone polymer

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JP2874740B2
JP2874740B2 JP28424291A JP28424291A JP2874740B2 JP 2874740 B2 JP2874740 B2 JP 2874740B2 JP 28424291 A JP28424291 A JP 28424291A JP 28424291 A JP28424291 A JP 28424291A JP 2874740 B2 JP2874740 B2 JP 2874740B2
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mol
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昌男 西山
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は繊維、プラスチック材料
として有用な2−ピロリドン重合体を粉末状で製造する
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a 2-pyrrolidone polymer useful as a fiber or plastic material in powder form.

【0002】[0002]

【従来の技術および課題】2−ピロリドンを塩基性重合
触媒および重合開始剤の炭酸ガスまたは二酸化硫黄の作
用で重合させ、2−ピロリドン重合体を得ることは特公
昭47−26678号公報や米国特許3174951号
公報により公知である。また、主な重合方法として塊状
重合法と重合反応に悪影響を与えない非プロトン性溶剤
存在下に重合する懸濁重合法とが知られている。
2. Description of the Related Art It has been disclosed in Japanese Patent Publication No. 47-26678 and U.S. Pat. It is known from US Pat. No. 3,174,951. Further, as a main polymerization method, a bulk polymerization method and a suspension polymerization method in which polymerization is performed in the presence of an aprotic solvent that does not adversely affect the polymerization reaction are known.

【0003】2−ピロリドンの塊状重合法は重合温度が
生成する2−ピロリドン重合体より十分低い温度のた
め、重合反応の途中から生成した重合体が析出し、以
後、重合は固体状態で進行し、2−ピロリドン重合体は
硬い塊状で得られる。そのため、重合反応終了後、反応
槽から2−ピロリドン重合体を取出すことが困難となっ
たり、重合体中に含まれる未反応の2−ピロリドンや塩
基性重合触媒残渣の除去が困難となる、また、重合発熱
により重合体混合物の温度が不均一となり、得られる2
−ピロリドン重合体の分子量制御が困難であるなどの欠
点があり、工業化には問題の多い重合法であるとされて
いる。そこで、塊状重合であげられたような欠点が比較
的少ない懸濁重合法が工業化に適した重合法であるとし
て数多くの研究が行われている。
In the bulk polymerization of 2-pyrrolidone, since the polymerization temperature is sufficiently lower than that of the produced 2-pyrrolidone polymer, the polymer formed during the polymerization reaction is precipitated, and thereafter the polymerization proceeds in a solid state. , 2-pyrrolidone polymers are obtained in hard lumps. Therefore, after completion of the polymerization reaction, it becomes difficult to remove the 2-pyrrolidone polymer from the reaction tank, or it becomes difficult to remove unreacted 2-pyrrolidone or a basic polymerization catalyst residue contained in the polymer. The temperature of the polymer mixture becomes non-uniform due to the heat of polymerization, resulting in 2
-It has a drawback that it is difficult to control the molecular weight of a pyrrolidone polymer, and is considered to be a polymerization method having many problems in industrialization. Therefore, many studies have been made on the assumption that the suspension polymerization method having relatively few defects as mentioned in the bulk polymerization is a polymerization method suitable for industrialization.

【0004】例えば、特公昭37−6746号公報では
2−ピロリドンを溶解しない飽和炭化水素中で、ステア
リン酸ソーダなどの脂肪酸のアルカリ金属塩の存在下に
粉末状の2−ピロリドン重合体を得る方法が開示されて
いる。この方法では生成した2−ピロリドン重合体の大
部分が重合槽壁や撹拌機に付着したり、大きな塊状とな
り、一部の重合体が粉末状となるだけで、実質的に塊状
重合と大差がなく、また、実施例に記載されているよう
に生成する2−ピロリドン重合体の分子量の尺度である
相対粘度はあまり高くない。
For example, Japanese Patent Publication No. 37-6746 discloses a method of obtaining a powdery 2-pyrrolidone polymer in a saturated hydrocarbon in which 2-pyrrolidone is not dissolved in the presence of an alkali metal salt of a fatty acid such as sodium stearate. Is disclosed. In this method, most of the generated 2-pyrrolidone polymer adheres to the polymerization tank wall or the stirrer or becomes a large lump, and only a part of the polymer becomes a powder, which is substantially different from the bulk polymerization. In addition, the relative viscosity, which is a measure of the molecular weight of the 2-pyrrolidone polymer formed as described in the examples, is not very high.

【0005】特公昭48−42719号公報では2−ピ
ロリドンを溶解しない飽和炭化水素中で、エチレンオキ
サイドとプロピレンオキサイドのブロックポリエーテル
などのノニオン系界面活性剤の存在下に粉末状2−ピロ
リドン重合体を得る方法が開示されている。この方法で
は重合中に2−ピロリドン重合体の大きな塊が生成し、
重合体の多くが重合槽壁や撹拌機に付着し、重合槽から
の取出しが困難となったり、未反応モノマーの除去に時
間がかかるなどの問題があった。また、得られる2−ピ
ロリドン重合体の相対粘度は高くない。
JP-B-48-42719 discloses a powdery 2-pyrrolidone polymer in a saturated hydrocarbon in which 2-pyrrolidone is not dissolved in the presence of a nonionic surfactant such as a block polyether of ethylene oxide and propylene oxide. Are disclosed. This method produces a large mass of 2-pyrrolidone polymer during polymerization,
Many of the polymers adhered to the polymerization tank walls and the stirrer, making it difficult to take them out of the polymerization tank and taking time to remove unreacted monomers. Further, the relative viscosity of the obtained 2-pyrrolidone polymer is not high.

【0006】特公昭57−31742号公報では重合反
応の際、生成する2−ピロリドン重合体が凝集する前
に、重合混合物に酸を添加し、粉末状2−ピロリドン重
合体を得る方法が開示されている。この方法は重合収率
が10〜15%と低い時点で酸を添加した場合は粉末状
重合体が得られることがあるが、この場合、重合収率が
低いため、生産性が低いという問題があり、また、重合
収率が20%以上になると酸を添加しても重合体を粉末
化することは難しく、大部分の重合体は塊状となり、重
合槽からの取出しが困難となったり、未反応モノマーの
除去に時間がかかり、重合体の一部が重合槽壁や撹拌機
に付着するなどの欠点があり、また、得られる重合体の
相対粘度は高くない。
Japanese Patent Publication No. 57-31742 discloses a method of obtaining a powdery 2-pyrrolidone polymer by adding an acid to the polymerization mixture before the formed 2-pyrrolidone polymer is aggregated during the polymerization reaction. ing. In this method, when an acid is added at a time when the polymerization yield is as low as 10 to 15%, a powdery polymer may be obtained. However, in this case, since the polymerization yield is low, the productivity is low. In addition, when the polymerization yield is 20% or more, it is difficult to powder the polymer even if an acid is added, and most of the polymer becomes a lump, which makes it difficult to remove the polymer from the polymerization tank. It takes a long time to remove the reactive monomer, has a disadvantage that a part of the polymer adheres to the polymerization tank wall or a stirrer, and the obtained polymer has a relatively low relative viscosity.

【0007】特公昭62−61054号公報では重合反
応の第一段階は塊状重合で重合収率10%にした後、第
二段階で生成重合体と不溶の液状分散剤とを混合して懸
濁重合を行い、重合反応を進行させ、粉末状の2−ピロ
リドン重合体を得る方法を開示している。この方法は重
合反応が二段となり、工程的に不利であり、また、大部
分の重合体が重合槽内壁に付着粉末状の重合体を得るこ
とは困難であった。
In Japanese Patent Publication No. Sho 62-61054, the first step of the polymerization reaction is to carry out bulk polymerization to a polymerization yield of 10%, and then, in the second step, the produced polymer and an insoluble liquid dispersant are mixed and suspended. A method is disclosed in which polymerization is carried out, and the polymerization reaction proceeds to obtain a powdery 2-pyrrolidone polymer. This method involves two stages of polymerization reaction and is disadvantageous in the process, and it has been difficult to obtain a powdery polymer in which most of the polymer adheres to the inner wall of the polymerization tank.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は相対粘度
が高く、工業的に取扱いが容易な粉末状2−ピロリドン
重合体の製法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for producing a powdery 2-pyrrolidone polymer which has a high relative viscosity and is industrially easy to handle.

【0009】すなわち、本発明の目的は、非プロトン性
溶剤中で2−ピロリドンを塩基性重合触媒および重合開
始剤の炭酸ガスまたは二酸化硫黄の作用で懸濁重合する
際に、2−ピロリドンに対して、化学式(2)であらわ
される化合物を0.1〜5重量%存在させること
That is, an object of the present invention is to provide 2-pyrrolidone with 2-pyrrolidone in suspension polymerization by the action of carbon dioxide or sulfur dioxide as a basic polymerization catalyst and a polymerization initiator in an aprotic solvent. And that the compound represented by the chemical formula (2) is present in an amount of 0.1 to 5% by weight.

【化2】 (ここでRは炭素数10〜30の炭化水素基、Mは2価
の金属)により達成できる。
Embedded image (Where R is a hydrocarbon group having 10 to 30 carbon atoms and M is a divalent metal).

【0010】本発明で使用する塩基性重合触媒としては
ラクタム類のアニオン重合法で一般的に用いられる化合
物が使用でき、アルカリ金属例えばナトリウム、カリウ
ム、リチウム;アルカリ金属の水酸化物、水素化物、ア
ルコラート、酸化物および塩例えば水酸化カリウム、水
素化ナトリウム、カリウムメチラート、ナトリウムメチ
ラート、ナトリウムピロリドン、カリウムピロリドン;
塩基性の有機金属化合物例えばリチウムアルキル、カリ
ウムアルキル、ナトリウムアルキル、アルミニウムアル
キル;アルカリ金属のアリール例えばナトリウムフェニ
ル、ナトリウムナフタレン;グリニヤ試薬例えばブチル
マグネシウムブロマイドなどや化学式(3)で表される
第4級塩基などがある。
As the basic polymerization catalyst used in the present invention, compounds generally used in anionic polymerization of lactams can be used, such as alkali metals such as sodium, potassium and lithium; hydroxides and hydrides of alkali metals; Alcoholates, oxides and salts such as potassium hydroxide, sodium hydride, potassium methylate, sodium methylate, sodium pyrrolidone, potassium pyrrolidone;
Basic organometallic compounds such as lithium alkyl, potassium alkyl, sodium alkyl, and aluminum alkyl; alkali metal aryls such as sodium phenyl and sodium naphthalene; Grignard reagents such as butylmagnesium bromide and the like; and quaternary bases represented by the chemical formula (3) and so on.

【化3】 (ここでR,R,およびRは低級アルキルであ
り、Rはアルキル基、アリール基またはアラルキル基
である)
Embedded image (Where R 1 , R 2 , and R 3 are lower alkyl and R 4 is an alkyl, aryl, or aralkyl group)

【0011】これらの中では水酸化カリウム、カリウム
メチラート、ナトリウムメチラート、ナトリウムピロリ
ドン、カリウムピロリドンが特に好ましい。水酸化カリ
ウム、カリウムメチラート、ナトリウムメチラートなど
を使用するときは、重合に先立ち過剰の2−ピロリドン
とこれらの化合物を混合し、反応により副生する水やア
ルコール類を除去後、使用することが好ましい。
Of these, potassium hydroxide, potassium methylate, sodium methylate, sodium pyrrolidone and potassium pyrrolidone are particularly preferred. When using potassium hydroxide, potassium methylate, sodium methylate, etc., mix excess 2-pyrrolidone and these compounds prior to polymerization, and use after removing water and alcohols by-produced by the reaction. Is preferred.

【0012】本発明での塩基性触媒の使用量は2−ピロ
リドン1molに対して0.1〜30mol%、好まし
くは1〜20mol%である。使用量が上記下限より少
なくても、上限よりも多くても重合収率や重合体の相対
粘度が低くなり好ましくない。
The amount of the basic catalyst used in the present invention is 0.1 to 30 mol%, preferably 1 to 20 mol%, per 1 mol of 2-pyrrolidone. If the amount used is less than the lower limit or more than the upper limit, the polymerization yield and the relative viscosity of the polymer are undesirably low.

【0013】本発明で使用する重合開始剤の炭酸ガスま
たは二酸化硫黄は純度の高いものが好ましいが、特に重
合を阻害する不純物を含まないかぎり工業的に入手可能
なものが使用できる。炭酸ガスまたは二酸化硫黄の使用
量は塩基性触媒1molに対して10〜90mol%、
好ましくは20〜60mol%である。炭酸ガスまたは
二酸化硫黄の使用量が上記範囲以外では重合速度が遅く
なり、また、得られる重合体の相対粘度が低くなり好ま
しくない。
As the polymerization initiator used in the present invention, carbon dioxide or sulfur dioxide is preferably of high purity, but any industrially available carbon dioxide or sulfur dioxide can be used as long as it does not contain impurities that inhibit polymerization. The amount of carbon dioxide or sulfur dioxide used is 10 to 90 mol% based on 1 mol of the basic catalyst,
Preferably it is 20 to 60 mol%. If the amount of carbon dioxide or sulfur dioxide is out of the above range, the polymerization rate becomes low, and the relative viscosity of the obtained polymer becomes low, which is not preferable.

【0014】重合開始剤として炭酸ガスあるいは二酸化
硫黄を単独で使用することが好ましいが、本発明では炭
酸ガスあるいは二酸化硫黄と共に他の公知の重合開始剤
を使用することができる。炭酸ガスあるいは二酸化硫黄
と共に使用できる他の重合開始剤としてはアセチルピロ
リドン、アセチルカプロラクタム等のラクタム類のアシ
ル化合物、アジポイルビスカプロラクタム等のアシル化
合物、無水酢酸、無水ベンゼン等の酸無水物、トルエン
ジイソシアネート等の有機イソシアネート、1,6−ヘ
キサメチレンビスカルバミドカプロラクタム等のカルバ
ミド化合物、1−(1−ピロリン−2−イル)−2−ピ
ロリドン、1−(1−アザシクロヘプタ−1−エン−2
−イル)−2−ピロリドン、6−カプロラクタム−1−
(1−アザシクロペンタ−1−エン−2−イル)−1−
アザ−2−オキソシクロペンタン、テトラメチルアンモ
ニウムクロライド等の4級アンモニウム塩などやこれら
重合開始剤と塩基性重合触媒と反応生成物がある。
It is preferable to use carbon dioxide or sulfur dioxide alone as the polymerization initiator, but in the present invention, other known polymerization initiators can be used together with carbon dioxide or sulfur dioxide. Other polymerization initiators that can be used together with carbon dioxide or sulfur dioxide include lactam acyl compounds such as acetylpyrrolidone and acetylcaprolactam, acyl compounds such as adipoylbiscaprolactam, acid anhydrides such as acetic anhydride and benzene anhydride, and toluene diisocyanate. Carbamide compounds such as 1,6-hexamethylenebiscarbamidocaprolactam, 1- (1-pyrolin-2-yl) -2-pyrrolidone, 1- (1-azacyclohepta-1-en-2)
-Yl) -2-pyrrolidone, 6-caprolactam-1-
(1-azacyclopenta-1-en-2-yl) -1-
There are quaternary ammonium salts such as aza-2-oxocyclopentane, tetramethylammonium chloride and the like, and reaction products of these polymerization initiators, basic polymerization catalysts and the like.

【0015】これら重合開始剤は炭酸ガスあるいは二酸
化硫黄の使用量より少ない量が使用できる。また、本重
合は水分による影響が大きく、蒸溜等の方法により含有
水分量が0.1wt%以下にした2−ピロリドンを使用
することが好ましい。
These polymerization initiators can be used in an amount smaller than the amount of carbon dioxide or sulfur dioxide used. Further, the main polymerization is largely affected by moisture, and it is preferable to use 2-pyrrolidone having a moisture content of 0.1 wt% or less by a method such as distillation.

【0016】本発明で使用する非プロトン性溶剤として
はテトラヒドロフラン、ジオキサンなどの環状エーテ
ル、エチルエーテル、イソプロピルエーテルなどの直鎖
状エーテル、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレ
ン、ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホルアミ
ド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキサイド、
ジメチルスルホラン、N−メチルピロリドンなどがあ
る。これらは使用する前に蒸溜などにより、水分率を低
くすることが好ましい。非プロトン性溶剤の使用量は重
合に使用する全ピロリドン量の0.5〜5容量倍、好ま
しくは2〜4容量倍である。下限より少ない場合は良好
な粉末を製造することが難しく、上限より多い場合は効
果に差異はないが、重合体との分離に時間がかかるな
ど、生産性の面から見て好ましくない。
The aprotic solvents used in the present invention include cyclic ethers such as tetrahydrofuran and dioxane, linear ethers such as ethyl ether and isopropyl ether, hexane, benzene, toluene, xylene, dimethylformamide and hexamethylphosphoramide. , Dimethylacetamide, dimethylsulfoxide,
Examples include dimethylsulfolane and N-methylpyrrolidone. It is preferable to reduce the water content of these by distillation before use. The amount of the aprotic solvent used is 0.5 to 5 times by volume, preferably 2 to 4 times by volume the total amount of pyrrolidone used for the polymerization. When the amount is less than the lower limit, it is difficult to produce a good powder, and when the amount is more than the upper limit, there is no difference in effect, but it is not preferable from the viewpoint of productivity, for example, it takes time to separate the polymer from the polymer.

【0017】本発明で使用する化学式(1)であらわさ
れる化合物のMはカルシウム、マグネシウム、アエン、
バリウム、ストロンチウムなどの2価の金属で、Rは炭
素数10〜30の炭化水素基であり、なかでも飽和の炭
化水素が好ましい。具体例としてはラウリン酸バリウ
ム、ミリスチン酸カルシウム、ミリスチン酸アエン、パ
ルミチン酸カルシウム、パルミチン酸マグネシウム、パ
ルミチン酸アエン、ステアリン酸カルシウム、ステアリ
ン酸マグネシウム、ステアリン酸アエン、リノール酸カ
ルシウム、リノール酸マグネシウム、ベヘン酸カルシウ
ムなどがある。
M of the compound represented by the formula (1) used in the present invention is calcium, magnesium, aene,
A divalent metal such as barium or strontium, wherein R is a hydrocarbon group having 10 to 30 carbon atoms, and among them, a saturated hydrocarbon is preferable. Specific examples include barium laurate, calcium myristate, aene myristate, calcium palmitate, magnesium palmitate, aene palmitate, calcium stearate, magnesium stearate, aene stearate, calcium linoleate, magnesium linoleate, calcium behenate and so on.

【0018】化学式(1)であらわされる化合物の使用
量は2−ピロリドンに対して0.1〜5重量%、好まし
くは1〜3重量%である。下限より少ないと良好な粉末
状の重合体を得ることが難しく、上限より多い場合は得
られる2−ピロリドン重合体の相対粘度が低くなった
り、重合体から化学式(1)であらわされる化合物の除
去に時間がかかるため、好ましくない。
The amount of the compound represented by the formula (1) is 0.1 to 5% by weight, preferably 1 to 3% by weight, based on 2-pyrrolidone. If it is less than the lower limit, it is difficult to obtain a good powdery polymer, and if it is more than the upper limit, the relative viscosity of the obtained 2-pyrrolidone polymer becomes low, or the compound represented by the chemical formula (1) is removed from the polymer. It is not preferable because it takes time.

【0019】本発明での2−ピロリドン重合体は精製し
た実質的に無水の2−ピロリドンに所定量の塩基性触媒
を添加(必要に応じて反応させて、副生物を除去)した
後、この液に重合開始剤の炭酸ガスあるいは二酸化硫黄
を加え、化学式(1)であらわされる化合物を分散させ
た非プロトン性溶剤中、100℃以下、好ましくは15
〜70℃の温度で2−ピロリドンを開環重合させること
により得ることができる。100℃以上の温度では重合
速度が極端に遅くなり好ましくない。
The 2-pyrrolidone polymer of the present invention is prepared by adding a predetermined amount of a basic catalyst to purified substantially anhydrous 2-pyrrolidone (reacting as necessary to remove by-products). Carbon dioxide or sulfur dioxide as a polymerization initiator is added to the solution, and the mixture is dispersed in an aprotic solvent in which the compound represented by the chemical formula (1) is dispersed.
It can be obtained by subjecting 2-pyrrolidone to ring-opening polymerization at a temperature of 7070 ° C. If the temperature is higher than 100 ° C., the polymerization rate becomes extremely slow, which is not preferable.

【0020】炭酸ガスあるいは二酸化硫黄の添加は非プ
ロトン性溶剤の存在あるいは非存在下のいずれでも良く
塩基性触媒を含有する2−ピロリドン中へ炭酸ガスある
いは二酸化硫黄を150℃以下、好ましくは15〜10
0℃の温度範囲で所定量を吹込むことにより比較的容易
に実施できる。化学式(1)であらわされる化合物の添
加は炭酸ガスあるいは二酸化硫黄を吹込む前後いずれで
も良い。また、全重合組成中の20wt%以内であれば
γ−ブチロラクトン、α−ピペリドン、ε−カプロラク
タム、ラウロラクタムなどと共重合させることも可能で
ある。
The addition of carbon dioxide or sulfur dioxide may be carried out in the presence or absence of an aprotic solvent. Carbon dioxide or sulfur dioxide may be added to 2-pyrrolidone containing a basic catalyst at a temperature of 150 ° C. or less, preferably 15 to 150 ° C. 10
It can be implemented relatively easily by blowing a predetermined amount in a temperature range of 0 ° C. The compound represented by the chemical formula (1) may be added before or after blowing carbon dioxide gas or sulfur dioxide. If it is within 20% by weight of the total polymerization composition, it can be copolymerized with γ-butyrolactone, α-piperidone, ε-caprolactam, laurolactam and the like.

【0021】[0021]

【発明の効果】非プロトン性溶剤中で2−ピロリドンを
塩基性重合触媒および重合開始剤の炭酸ガスまたは二酸
化硫黄の作用で懸濁重合する際に、2−ピロリドンに対
して0.1〜5重量%の化学式(1)であらわされる化
合物を存在させることにより、粉末状で相対粘度の高い
2−ピロリドン重合体を得ることができる。
According to the present invention, when 2-pyrrolidone is subjected to suspension polymerization by the action of a basic polymerization catalyst and carbon dioxide gas or sulfur dioxide as a polymerization initiator in an aprotic solvent, 0.1 to 5 By the presence of the compound represented by the chemical formula (1) in a weight%, a powdery 2-pyrrolidone polymer having a high relative viscosity can be obtained.

【0022】以下に本発明を実施例により具体的に説明
する。尚、実施例、比較例において使用する重合収率、
分子量の尺度であるηγ(相対粘度)は下記の方法で測
定した値である。また、生成した2−ピロリドン重合体
の形態は(粉末状かどうか)は肉眼で観察した。
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples. Incidentally, the polymerization yield used in Examples and Comparative Examples,
Ηγ (relative viscosity), which is a measure of molecular weight, is a value measured by the following method. The form of the produced 2-pyrrolidone polymer (whether powdery or not) was visually observed.

【0023】(1)重合収率 所定時間重合した後、濾過により重合体混合物と非プロ
トン性溶剤を分離し、その重合体混合物を10容量倍以
上の温水(50〜60℃)に入れ、約3時間撹拌洗浄す
る。温水を除去した後、新しい温水を入れ同様の操作を
繰返える。この操作を再度行った後、残った生成重合体
を減圧乾燥(約70℃、24時間以上)した後、秤量
し、以下の式により計算する。
(1) Polymerization Yield After polymerizing for a predetermined time, the polymer mixture and the aprotic solvent are separated by filtration, and the polymer mixture is put into 10 times or more of hot water (50 to 60 ° C.), Stir and wash for 3 hours. After removing the hot water, add new warm water and repeat the same operation. After performing this operation again, the remaining produced polymer is dried under reduced pressure (about 70 ° C., 24 hours or more), weighed, and calculated by the following equation.

【0024】[0024]

【数1】 (Equation 1)

【0025】(2)ηγ(相対粘度) 乾燥した2−ピロリドン重合体0.5gをm−クレゾー
ル100ccに室温で完全に溶解した後、オストワルド
粘度計を用い、30℃の温度で流下時間(単位秒)を測
定し、以下の式で計算される値。
(2) ηγ (relative viscosity) After completely dissolving 0.5 g of the dried 2-pyrrolidone polymer in 100 cc of m-cresol at room temperature, the mixture was allowed to flow at 30 ° C. using an Ostwald viscometer at a temperature of 30 ° C. (unit: Second) and the value calculated by the following formula.

【0026】[0026]

【数2】 (Equation 2)

【0027】実施例1 実質的に無水の2−ピロリドン220g(2.58mo
l)を撹拌機および減圧装置のついたフラスコに入れ、
65℃に加熱した後、純度85%の水酸化カリウム1
5.52g(水酸化カリウム換算で0.235mol)
を加えて反応させ、このフラスコ内を減圧(115℃、
約5mmHg)し、副生する水と2−ピロリドンの混合
物24gを留去し、カルウムピロリドン10mol%を
含有する2−ピロリドン液を調整した。このフラスコ内
に窒素ガスを導入して常圧とし、液温を25℃に下げ
た。この液とn−へキサン400gを混合した後、ステ
アリン酸カルシウム4gを添加し、均一に混合した。つ
づいて、25℃の撹拌下(約60rpm)に炭酸ガス
3.5g(0.08mol、塩基性触媒カリウムピロリ
ドン1molの対して0.34mol)を導入した後、
フラスコを45℃のウォターバスにつけ、窒素ガス雰囲
気下で24時間重合した。重合反応終了後、重合混合物
は粉末状であり、フラスコへの付着などは見られなかっ
た。濾過により重合混合物とn−へキサンを分離し、重
合混合物を水で十分に洗浄し、未反応モノマー、触媒残
渣などを除き、70℃で24時間減圧乾燥した。重合収
率は49%、ηγは15.7であった。
Example 1 220 g (2.58 mol) of substantially anhydrous 2-pyrrolidone
l) into a flask equipped with a stirrer and vacuum,
After heating to 65 ° C, 85% pure potassium hydroxide 1
5.52 g (0.235 mol in terms of potassium hydroxide)
Was added thereto to cause a reaction, and the pressure inside the flask was reduced (115 ° C.,
(About 5 mmHg), 24 g of a mixture of by-produced water and 2-pyrrolidone was distilled off, and a 2-pyrrolidone solution containing 10 mol% of calcium pyrrolidone was prepared. Nitrogen gas was introduced into the flask to normal pressure, and the liquid temperature was lowered to 25 ° C. After mixing this solution and 400 g of n-hexane, 4 g of calcium stearate was added and mixed uniformly. Subsequently, 3.5 g of carbon dioxide (0.08 mol, 0.34 mol based on 1 mol of the basic catalyst potassium pyrrolidone) was introduced under stirring at 25 ° C. (about 60 rpm).
The flask was placed in a water bath at 45 ° C. and polymerized for 24 hours under a nitrogen gas atmosphere. After the completion of the polymerization reaction, the polymerization mixture was in a powder form, and no adhesion to the flask was observed. The polymerization mixture and n-hexane were separated by filtration, and the polymerization mixture was sufficiently washed with water to remove unreacted monomers and catalyst residues, and dried under reduced pressure at 70 ° C. for 24 hours. The polymerization yield was 49%, and ηγ was 15.7.

【0028】比較例1 ステアリン酸カルシウムを使用しない以外は実施例1と
同様の方法で実施した。重合反応終了時の重合混合物は
塊状でフラスコの内壁に強固に付着しており、フラスコ
を破壊しないと重合混合物は取出せなかった。重合収率
は39%、ηγは6.8であった。
Comparative Example 1 An experiment was carried out in the same manner as in Example 1 except that calcium stearate was not used. At the end of the polymerization reaction, the polymerization mixture was massive and strongly adhered to the inner wall of the flask, and the polymerization mixture could not be taken out without destroying the flask. The polymerization yield was 39%, and ηγ was 6.8.

【0029】比較例2 ステアリン酸カルシウムの代わりにステアリン酸ナトリ
ウムを使用した以外は実施例1と同様の方法で実施し
た。重合反応終了時の重合混合物のほとんどはフラスコ
の内壁や撹拌棒に付着したり、塊状であり、粉末状のも
のは少量であった。重合収率は34%、ηγは6.2で
あった。
Comparative Example 2 The same procedure as in Example 1 was carried out except that sodium stearate was used instead of calcium stearate. At the end of the polymerization reaction, most of the polymerization mixture adhered to the inner wall of the flask or the stirring rod or was in a lump, and the amount of the powder was small. The polymerization yield was 34%, and ηγ was 6.2.

【0030】比較例3 ステアリン酸カルシウムの代わりにポリオキシエチレン
ポリオキシプロピレンブロックポリマー(エパン45
0、第一工業製薬(株)製)4gを使用した以外は実施
例1と同様の方法で実施した。重合反応終了時の重合混
合物のほとんどは塊状であったり、フラスコの内壁や撹
拌棒に付着して、粉末状のものは少量であった。重合収
率は29%、ηγは4.8であった。
Comparative Example 3 A polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer (Epan 45) was used instead of calcium stearate.
0, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) in the same manner as in Example 1 except that 4 g was used. Most of the polymerization mixture at the end of the polymerization reaction was in a lump or adhered to the inner wall of a flask or a stirring rod, and a small amount of a powdery mixture was obtained. The polymerization yield was 29%, and ηγ was 4.8.

【0031】比較例4 ステアリン酸カルシウムの代わりにプロピオン酸カルシ
ウムを使用した以外は実施例1と同様の方法で実施し
た。重合反応終了時の重合混合物の約半分がフラスコの
内壁や撹拌棒に付着して、残りのものは粉末状のであっ
た。フラスコの内壁や撹拌棒に付着したものは取外すこ
とが困難であった。重合収率は39%、ηγは8.1で
あった。
Comparative Example 4 The same procedure as in Example 1 was carried out except that calcium propionate was used instead of calcium stearate. About half of the polymerization mixture at the end of the polymerization reaction adhered to the inner wall of the flask and the stirring rod, and the rest was in the form of powder. It was difficult to remove what had adhered to the inner wall of the flask or the stirring rod. The polymerization yield was 39%, and ηγ was 8.1.

【0032】比較例5 ステアリン酸カルシウムの使用量を12gにした以外は
実施例1と同様の方法で実施した。重合反応終了時の重
合混合物のほとんどは粉末状であり、フラスコ内壁や撹
拌棒に付着したものは少量であった。しかし、重合収率
は35%、ηγは6.9と低いものであった。
Comparative Example 5 The same procedure was performed as in Example 1 except that the amount of calcium stearate used was changed to 12 g. At the end of the polymerization reaction, most of the polymerization mixture was in the form of powder, and a small amount adhered to the inner wall of the flask or the stirring rod. However, the polymerization yield was 35% and ηγ was as low as 6.9.

【0033】実施例2 炭酸ガスの代わりに二酸化硫黄5.1g(0.08mo
l)を使用し、重合時間を20時間にした以外は実施例
1と同様の方法で実施した。重合反応終了時の重合混合
物は粉末状でフラスコなどへの付着は見られなかった。
重合収率は51%、ηγは8.1であった。
Example 2 In place of carbon dioxide gas, 5.1 g of sulfur dioxide (0.08 mol) was used.
1) was carried out in the same manner as in Example 1 except that the polymerization time was changed to 20 hours. At the end of the polymerization reaction, the polymerization mixture was in the form of a powder and did not adhere to a flask or the like.
The polymerization yield was 51%, and ηγ was 8.1.

【0034】実施例3〜6 炭酸ガスの使用量、炭酸ガスと併用した重合開始剤1−
(1−ピロリン−2−イル)−2−ピロリドン(略称P
DPD)の使用量及び重合温度を表1の数値に代えた以
外は実施例1と同様の方法で実施した。2−ピロリドン
重合体の形態、重合収率及び、ηγを表1に示した。
Examples 3 to 6 Amount of carbon dioxide used, polymerization initiator 1 used in combination with carbon dioxide
(1-pyrrolin-2-yl) -2-pyrrolidone (abbreviation P
The procedure was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of DPD) used and the polymerization temperature were changed to the values shown in Table 1. Table 1 shows the morphology, polymerization yield, and ηγ of the 2-pyrrolidone polymer.

【0035】実施例7 実質的に無水の2−ピロリドン200g(2.35mo
l)を撹拌機および減圧装置のついたフラスコに入れ、
90℃に加熱した後、純度95%のナトリウムメチラー
ト6.7g(0.123mol)を加えて反応させ、こ
のフラスコ内を減圧(115℃、約5mmHg)にし、
副生するメタノールを留去し、ナトリウムピロリドン5
mol%を含有する2−ピロリドン液をつくった。この
フラスコに窒素ガスを入れて常圧に戻し、液の温度を3
5℃に下げた後、炭酸ガス1.5g(0.034mo
l、塩基性触媒ナトリウムピロリドン1molに対して
0.23mol)を導入し、反応させた。この液にn−
ヘキサン280g、パルミチン酸マグネシウム4g及び
N−アセチル−ε−カプロラクタム0.33gを加え、
この混合液を35℃で、窒素ガス雰囲気下、撹拌しなが
ら35℃で15時間重合した。濾過によりn−ヘキサン
を除去し、得た重合体混合物を水で十分に洗浄し、未反
応モノマー、ナトリウムを除去し、70℃で24時間減
圧乾燥した。得た2−ピロリドン重合体は粉末状であ
り、重合収率は34%、ηγは10.6であった。
Example 7 200 g of substantially anhydrous 2-pyrrolidone (2.35 mol)
l) into a flask equipped with a stirrer and vacuum,
After heating to 90 ° C., 6.7 g (0.123 mol) of sodium methylate having a purity of 95% was added and reacted.
The by-produced methanol is distilled off, and sodium pyrrolidone 5
A 2-pyrrolidone solution containing mol% was prepared. Nitrogen gas was introduced into the flask to return to normal pressure, and the temperature of the solution was adjusted to 3
After cooling to 5 ° C, 1.5 g of carbon dioxide (0.034
1, 0.23 mol per 1 mol of the basic catalyst sodium pyrrolidone) was introduced and reacted. N-
Hexane 280 g, magnesium palmitate 4 g and N-acetyl-ε-caprolactam 0.33 g were added,
This mixture was polymerized at 35 ° C. for 15 hours at 35 ° C. with stirring under a nitrogen gas atmosphere. The n-hexane was removed by filtration, the obtained polymer mixture was sufficiently washed with water to remove unreacted monomers and sodium, and dried under reduced pressure at 70 ° C. for 24 hours. The obtained 2-pyrrolidone polymer was in a powder form, the polymerization yield was 34%, and ηγ was 10.6.

【表1】 [Table 1]

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 非プロトン性溶剤中で2−ピロリドンを
塩基性重合触媒および重合開始剤の炭酸ガスまたは二酸
化硫黄の作用で懸濁重合する際に、2−ピロリドンに対
して、化学式(1)であらわされる化合物を0.1〜5
重量%存在させること 【化1】 (ここでRは炭素数10〜30の炭化水素基、Mは2価
の金属)を特徴とする粉末状2−ピロリドン重合体の製
法。
When 2-pyrrolidone is subjected to suspension polymerization in an aprotic solvent by the action of a basic polymerization catalyst and carbon dioxide or sulfur dioxide as a polymerization initiator, 2-pyrrolidone has a chemical formula (1) The compound represented by 0.1 to 5
% By weight (Where R is a hydrocarbon group having 10 to 30 carbon atoms and M is a divalent metal). A method for producing a powdery 2-pyrrolidone polymer, characterized in that:
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