【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物及びその製造方法に関し、詳細には、下水処理場や食品関連工場などから排出される難脱水性スラリーの脱水等に用いられる吸水性ゲル組成物及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理場や食品関連工場から排出される難脱水性スラリーは、多くは、凝集剤、例えば、硫酸アルミニウム（硫酸バンド）、ポリ塩化ナトリウム（ＰＡＣ）の他、塩化第二鉄、ポリ鉄等の無機凝集剤やポリアクリルアミド等の有機高分子凝集剤が、単独または混合で、かつ種々の形態で用いられていて、微細粒子の凝集、粗大化が計られ、その後に、沈降による固液分離もしくは圧搾などの機械的な圧力により、凝集体からの脱水が行われている。
【０００３】
しかしながら、上記の無機凝集剤を用いると、アルミニウムや鉄イオンが水酸化物となって、凝集体を生成するため、水分を多く含むことにより、脆弱な凝集体を形成することになる。
また、高分子凝集剤を用いると、親水性の高分子が微細粒子間に架橋的吸着して凝集体を生成するが、この際に、多量の水を包含することから、その後の固液分離を困難にするという不都合があった。
このため、固液分離を行うに際しては、固液分離を容易にするための濾過剤及び濾過助剤選択が重要で、これらの要件を充足した、強固で且つ脱水性の容易な技術が望まれていた。
【０００４】
このような要望から、転移温度以下では吸水し、転移温度以上では排水する機能を有する感温性を有する多孔質吸水性ゲルを用いることによって、下水処理場や食品関連工場などから排出される難脱水性スラリーの機械的脱水処理法に代わる新しい概念の脱水法が期待されている。
また、ポリＮ−イソプロピルアクリルアミドからなり、転移温度を境に親水性から疎水性に変わる感温性ポリマーまたは感温性を有する多孔質吸水性ゲルを用いた固液分離技術が発明されている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２３７５０６号公報（第１−２頁）
【特許文献２】
特願２００１−２９８６００号公報（第１−２頁）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のポリＮ−イソプロピルアクリルアミドからなる感温性ポリマーの場合は、有機スラリーと顆粒状の感温性ポリマーの分離が困難であり、感温性を有する多孔質吸水性ゲルを用いたものでも、ゲル表面の平滑性とゲル強度の不足により感温性を有する多孔質吸水性ゲルと有機スラリーの分離が不充分であった。また、ゲル強度を上げるためには水溶液に溶解するモノマー濃度を上げる必要があるが、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドは水１００重量部に対して１５重量部程度しか溶解せず、有機スラリーと分離可能な強度の感温性を有する多孔質吸水性ゲルを得ることができなかった。
本発明は、従来の技術の不足点を克服し、下水処理場や食品関連工場などから排出される難脱水性スラリーの脱水等に用いられる容易に有機スラリーと分離できる感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来の技術の不足点を克服すべく鋭意検討の結果、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドとＮ−ビニルピロリドンを共重合させて得られた感温性を有する多孔質吸水性ゲルが、Ｎ−ビニルピロリドンを共重合させることで摩擦係数が小さくなり平滑性に優れ、Ｎ−ビニルピロリドンを添加することで水に対するＮ−イソプロピルアクリルアミドの溶解度が増大し強度の大きい感温性を有する多孔質吸水性ゲルを得られ、容易に有機スラリーとゲルを分離できることを見いだし、本発明を成すに至った。
即ち本発明は、以下の通りである。
【０００８】
（１）Ｎ−アルキルアクリルアミド、架橋剤および促進剤を含有する水溶液に３５℃以上、窒素雰囲気下で、触媒を添加し撹拌した後、注型と同時に架橋して得られる感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物において、Ｎ−ビニルピロリドンを共重合成分として用いたことを特徴とする感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物。
（２）主成分のＮ−アルキルアクリルアミドとして、アクリルアミド、Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドを単独または併用して用いたことを特徴とする前記（１）の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物。
【０００９】
（３）Ｎ−ビニルピロリドンの使用量がＮ−アルキルアクリルアミド１００重量部に対して０．１重量部〜１００重量部の範囲であることを特徴とする前記（１）又は（２）の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物。
（４）架橋剤がＮ，Ｎ'−メチレンビスアクリルアミドであることを特徴とする前記（１）〜（３）の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物。
（５）促進剤がテトラメチルエチレンジアミンであることを特徴とする前記（１）〜（３）の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物。
（６）触媒が過硫酸アンモニウムであることを特徴とする前記（１）〜（３）の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物。
【００１０】
（７）Ｎ−アルキルアクリルアミド、架橋剤および促進剤を含有する水溶液に35℃以上、窒素雰囲気下で、触媒を添加し撹拌した後、注型と同時に架橋する感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物の製造方法において、Ｎ−ビニルピロリドンを共重合成分として用いることを特徴とする感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物の製造方法。
（８）主成分のＮ−アルキルアクリルアミドとして、アクリルアミド、Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミドを単独または併用して用いたことを特徴とする前記（７）の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物の製造方法。
【００１１】
（９）Ｎ−ビニルピロリドンの使用量がＮ−アルキルアクリルアミド１００重量部に対して０．１重量部〜１００重量部の範囲であることを特徴とする前記（７）又は（８）の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物の製造方法。
（１０）架橋剤がＮ，Ｎ'−メチレンビスアクリルアミドであることを特徴とする前記（７）〜（９）の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物の製造方法。
（１１）促進剤がテトラメチルエチレンジアミンであることを特徴とする前記（７）〜（９）の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物の製造方法。
（１２）触媒が過硫酸アンモニウムであることを特徴とする前記（７）〜（９）の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物の製造方法。
【００１２】
本発明の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物は、Ｎ−アルキルアクリルアミドとＮ−ビニルピロリドンを共重合させることにより、平滑性とゲル強度に優れ、有機スラリーとの分離が容易な感温性を有する多孔質吸水性ゲルとすることができた。
詳細には、Ｎ−ビニルピロリドンを添加することでＮ−イソプロピルアクリルアミドの水に対する溶解度が増大し、ゲル強度を増大させることが可能となった。また、ゲル表面が滑らかになり、吸水後の脱水ケーキの掻き落としが容易となり、作業効率と感温性吸水ゲルの繰り返し使用回数が増大した。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、詳細に説明する。
本発明の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物およびその製造方法について詳細に説明する。
本発明の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物およびその製造方法に用いられるＮ−アルキルアクリルアミドとしては、特に限定されず、アクリルアミド、Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ−ジエチルアクリルアミド、Ｎ−イソプロピルアクリルアミド等が挙げられ、これらを単独または併用して用いることができる。なお、アクリルアミド、Ｎ−ジメチルアクリルアミドを単独で用いた場合には、得られるゲル組成物が感温性を示さない場合がある。単独で用いることができる点でＮ−イソプロピルアクリルアミドが好ましい。
【００１４】
本発明の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物およびその製造方法に用いられるＮ−アルキルアクリルアミドとＮ−ビニルピロリドンの使用割合は、Ｎ−ビニルピロリドンがＮ−アルキルアクリルアミド１００重量部に対して０．１〜１００重量部の範囲であることが好ましく、より好ましくは０．２〜２０重量部、さらに好ましくは０．５〜１５重量部の範囲である。
０．１重量部以下では吸水量増大効果がなくなり、１００重量部以上であると、転移温度以上でゲルの排水する速度が遅くなり、実用的でない。
【００１５】
本発明の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物およびその製造方法に用いられる架橋剤としては、特に限定されず、Ｎ，Ｎ'−メチレンビスアクリルアミド、エチレングリコールジメタクリレート等が挙げられるが、その中でも、Ｎ，Ｎ'−メチレンビスアクリルアミドが好ましい。
本発明の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物およびその製造方法に用いられる促進剤としては、特に限定されず、テトラメチルエチレンジアミン等が挙げられるが、その中でも、テトラメチルエチレンジアミンが好ましい。
本発明の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物およびその製造方法に用いられる触媒としては、特に限定されず、過硫酸アンモニウム、ジクミルパーオキシド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシド等が挙げられるが、その中でも、過硫酸アンモニウムが好ましい。
【００１６】
本発明の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物の製造に用いられる、Ｎ−アルキルアクリルアミド、架橋剤および促進剤を含有する水溶液における、Ｎ−アルキルアクリルアミドの含有量としては、特に限定されないが、水１００重量部に対して、１〜５０ｗｔ％の範囲が好ましく、より好ましくは１０〜４０ｗｔ％、さらに好ましくは１５〜３０ｗｔ％の範囲である。
本発明の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物の製造に用いられる、Ｎ−アルキルアクリルアミド、架橋剤および促進剤を含有する水溶液における、Ｎ−ビニルピロリドンの含有量としては、特に限定されないが、Ｎ−アルキルアクリルアミド１００重量部に対して、０．１重量部〜１００重量部の範囲が好ましく、より好ましくは０．３重量部〜２０重量部、さらに好ましくは０．５重量部〜１５重量部の範囲である。
【００１７】
本発明の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物の製造に用いられる、Ｎ−アルキルアクリルアミド、架橋剤および促進剤を含有する水溶液における、架橋剤の含有量としては、特に限定されないが、０．００５重量部〜２０重量部の範囲が好ましく、より好ましくは０．０１重量部〜１０重量部、さらに好ましくは０．１重量部〜５重量部の範囲である。
本発明の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物の製造に用いられる、Ｎ−アルキルアクリルアミド、架橋剤および促進剤を含有する水溶液における、促進剤の含有量としては、特に限定されないが、０．００１重量部〜１０重量部の範囲が好ましく、より好ましくは０．０１重量部〜１重量部、さらに好ましくは０．０５重量部〜０．５重量部の範囲である。
【００１８】
本発明の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物の製造に使用される触媒の量としては、特に限定されないが、Ｎ−アルキルアクリルアミド１００重量部に対して０．０００１重量部〜５重量部の範囲が好ましく、より好ましくは０．００１重量部〜１重量部、さらに好ましくは０．００５重量部〜０．５重量部の範囲である。
【００１９】
本発明の感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物の大きさとしては、使用形態に応じて適宜選択されるものであり、特に限定されないが、０．００００１ｍ3〜１０ｍ3の範囲が好ましく、より好ましくは０．０００１ｍ3は〜５ｍ3、さらに好ましくは０．０１ｍ3〜１ｍ3の範囲である。
【００２０】
【実施例】
以下、本発明について、実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
下記配合の混合物を窒素雰囲気下、５０℃で６時間反応して、感温性を有する多孔質吸水ゲルを得た。
【００２１】
Ｎ−イソプロピルアクリルアミド（ＮＩＰＡＭ） 下記表１に示す量
Ｎ−ビニルピロリドン（ＮＶＰ） 下記表１に示す量
Ｎ，Ｎ' −メチレンビスアクリルアミド（ＢＩＳ） ０．９ ｇ
テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ） ０．１１ｇ
過硫酸アンモニウム（ＡＰＳ） ０．０１ｇ
蒸留水 １００ ｇ
【００２２】
【表１】
【００２３】
表１の配合１では、完全にモノマーが溶解せず白濁が発生した。配合１、配合５、配合６について、直径６ｍｍ、長さ３０ｍｍの円柱状のゲルを成形した。得られたゲルを７０℃に加温して完全に排水してから、１０℃〜７０℃の水の入った容器に１時間投入して、その後、ゲルを取り出し、直径を測定した結果を図１に示す。
同様の円柱状に成形したゲルを５０℃に加温して完全に排水してから、２０℃の冷水中に投入して、時間ごとにゲルの直径を測定し、ゲルの吸水速度を測定した結果を図２に示す。
【００２４】
また、吸水ゲルの摩擦係数を測定したところ、Ｎ−ビニルピロリドンを共重合させると、ゲル表面の滑らかさが増大し、摩擦係数は減少した。結果を下記表２に示した。
【００２５】
【表２】
【００２６】
配合５の厚さ６ｍｍゲルシートを作製し、２０ｃｍ2のゲルシート上に実際の無洗米製造工程で発生する含水率８９．１％の洗米排水５ｇを流し、２０℃での有機スラリーの含水率の経時変化を測定した。結果を表３に示す。
【００２７】
【表３】
【００２８】
また、配合１と配合５の各ゲルの強度を比較した。
強度の測定にはテンシロン万能試験機（ゴム圧縮）を用いた。測定条件は、ロードセル：５ＫＮ、圧縮速度：１０ｍｍ／ｍｉｎ、チャートスピード：３００／ｍｉｎとした。
測定用のサンプルは、ゲルを平板状に成形したものから円柱状に打ち抜くことにより作成した。
上記の通り作成した測定サンプルは、以下の３通りの養生状態について測定した。
状態１；下記状態２のものを５０℃水浴にて６０分間エージングした後、室温（２３℃）まで下げて約１時間放置したもの。
状態２；測定サンプルを２３℃水浴にて、６０間分エージングしたもの（水浴から取出し直後に測定）。
結果を下記表４に示す。
【００２９】
【表４】
【００３０】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、Ｎ−アルキルアクリルアミドとＮ−ビニルピロリドンを共重合させることにより、ゲル表面の滑らかさが増大し、摩擦係数は減少した。また、Ｎ−ビニルピロリドンを添加すると、Ｎ−アルキルアクリルアミドの水に対する溶解度が増大し、ポリマー濃度が高く、ゲル強度の大きい感温性を有する多孔質吸水性ゲル組成物を得ることができた。これにより、吸水性と作業性に優れた感温性吸水ゲルを得ることを可能とするものであり、下水処理場や食品関連工場などから排出される難脱水性スラリーの機械的脱水処理法に代わる新しい概念の脱水法への応用が期待されるので極めて有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例における温度によるゲル径の変化を示すグラフ。
【図２】実施例における時間によるゲル径の変化を示すグラフ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a temperature-sensitive porous water-absorbent gel composition and a method for producing the same, and more particularly, to a water-absorbent used for dehydration of a hardly dewaterable slurry discharged from a sewage treatment plant or a food-related factory. The present invention relates to a gel composition and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Many of the hard-to-dehydrate slurries discharged from sewage treatment plants and food-related factories are flocculants such as aluminum sulfate (sulfate band), polysodium chloride (PAC), ferric chloride, polyiron, etc. Organic polymer flocculants such as inorganic flocculants and polyacrylamides are used alone or in a mixture and in various forms, and fine particles are aggregated and coarsened. Thereafter, solid-liquid separation by sedimentation or Dehydration from the aggregate is performed by mechanical pressure such as pressing.
[0003]
However, when the above-mentioned inorganic flocculant is used, aluminum and iron ions become hydroxides and produce aggregates, so that a fragile aggregate is formed by containing a large amount of moisture.
In addition, when a polymer flocculant is used, a hydrophilic polymer cross-links between fine particles to generate aggregates, and at this time, since a large amount of water is included, subsequent solid-liquid separation There was an inconvenience of making it difficult.
For this reason, when performing solid-liquid separation, it is important to select a filtering agent and a filter aid for facilitating the solid-liquid separation, and a strong and easily dewatering technology that satisfies these requirements is desired. It was.
[0004]
From such a demand, it is difficult to be discharged from a sewage treatment plant or a food-related factory by using a temperature-sensitive porous water-absorbent gel having a function of absorbing water below the transition temperature and draining above the transition temperature. A new concept of dehydration is expected to replace mechanical dehydration of dehydrating slurry.
In addition, a solid-liquid separation technique using poly-N-isopropylacrylamide and using a thermosensitive polymer that changes from hydrophilic to hydrophobic at the transition temperature or a porous water-absorbent gel having thermosensitivity has been invented ( For example, see Patent Documents 1 and 2.)
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2000-237506 A (page 1-2)
[Patent Document 2]
Japanese Patent Application No. 2001-298600 (page 1-2)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the temperature-sensitive polymer composed of the above poly-N-isopropylacrylamide, it is difficult to separate the organic slurry and the granular temperature-sensitive polymer, and a porous water-absorbent gel having temperature sensitivity is used. However, the separation of the porous water-absorbent gel having temperature sensitivity and the organic slurry was insufficient due to the lack of smoothness and gel strength of the gel surface. Further, in order to increase the gel strength, it is necessary to increase the concentration of the monomer dissolved in the aqueous solution. However, N-isopropylacrylamide dissolves only about 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of water and can be separated from the organic slurry. It was not possible to obtain a porous water-absorbing gel having a temperature sensitivity of 5%.
The present invention overcomes the shortcomings of the prior art, and has a temperature sensitive porous material that can be easily separated from an organic slurry used for dehydration of a hardly dewatering slurry discharged from a sewage treatment plant or a food-related factory. An object is to provide a water-absorbent gel composition and a method for producing the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to overcome the shortcomings of the prior art, the present inventor has obtained a porous water-absorbent gel having temperature sensitivity obtained by copolymerizing N-isopropylacrylamide and N-vinylpyrrolidone. -Porous water absorption having a high temperature sensitivity by increasing the solubility of N-isopropylacrylamide in water by adding N-vinylpyrrolidone and reducing the coefficient of friction by copolymerizing vinylpyrrolidone and having excellent smoothness. It has been found that an organic gel can be obtained and the organic slurry and the gel can be easily separated, and the present invention has been achieved.
That is, the present invention is as follows.
[0008]
(1) A porous material having temperature sensitivity obtained by adding a catalyst to an aqueous solution containing N-alkylacrylamide, a crosslinking agent, and an accelerator at 35 ° C. or higher in a nitrogen atmosphere and stirring the mixture, followed by crosslinking simultaneously with casting. A porous water-absorbent gel composition having temperature sensitivity, characterized in that N-vinylpyrrolidone is used as a copolymerization component in the porous water-absorbent gel composition.
(2) The temperature sensitivity of (1) above, wherein acrylamide, N-dimethylacrylamide, N-diethylacrylamide, or N-isopropylacrylamide is used alone or in combination as the main component N-alkylacrylamide. A porous water-absorbing gel composition.
[0009]
(3) The temperature sensitivity of (1) or (2) above, wherein the amount of N-vinylpyrrolidone used is in the range of 0.1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of N-alkylacrylamide. Porous water-absorbing gel composition having properties.
(4) The porous water-absorbent gel composition having the temperature sensitivity as described in (1) to (3) above, wherein the crosslinking agent is N, N′-methylenebisacrylamide.
(5) The porous water-absorbent gel composition having the temperature sensitivity as described in (1) to (3) above, wherein the accelerator is tetramethylethylenediamine.
(6) The porous water-absorbent gel composition having the temperature sensitivity according to the above (1) to (3), wherein the catalyst is ammonium persulfate.
[0010]
(7) A porous water-absorbing water-sensitive material that crosslinks simultaneously with casting after adding a catalyst to an aqueous solution containing N-alkylacrylamide, a crosslinking agent and a promoter at 35 ° C. or higher in a nitrogen atmosphere and stirring. In the manufacturing method of a gel composition, the manufacturing method of the porous water-absorbing gel composition which has temperature sensitivity characterized by using N-vinylpyrrolidone as a copolymerization component.
(8) The temperature sensitivity of (7) above, wherein acrylamide, N-dimethylacrylamide, N-diethylacrylamide, or N-isopropylacrylamide is used alone or in combination as the main component N-alkylacrylamide. A method for producing a porous water-absorbing gel composition.
[0011]
(9) The temperature sensitivity according to (7) or (8) above, wherein the amount of N-vinylpyrrolidone used is in the range of 0.1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of N-alkylacrylamide. For producing a porous water-absorbent gel composition having a property.
(10) The method for producing a porous water-absorbent gel composition having temperature sensitivity according to the above (7) to (9), wherein the crosslinking agent is N, N′-methylenebisacrylamide.
(11) The method for producing a porous water-absorbing gel composition having temperature sensitivity according to the above (7) to (9), wherein the accelerator is tetramethylethylenediamine.
(12) The method for producing a porous water-absorbing gel composition having temperature sensitivity according to the above (7) to (9), wherein the catalyst is ammonium persulfate.
[0012]
The porous water-absorbent gel composition having temperature sensitivity according to the present invention has excellent smoothness and gel strength by copolymerizing N-alkylacrylamide and N-vinylpyrrolidone, and can be easily separated from an organic slurry. It was possible to obtain a porous water-absorbing gel having temperature.
More specifically, the addition of N-vinylpyrrolidone increases the solubility of N-isopropylacrylamide in water, making it possible to increase the gel strength. In addition, the gel surface became smooth, and it was easy to scrape off the dehydrated cake after water absorption, which increased the working efficiency and the number of repeated use of the temperature-sensitive water-absorbing gel.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The porous water-absorbent gel composition having temperature sensitivity of the present invention and the production method thereof will be described in detail.
The N-alkylacrylamide used in the temperature-sensitive porous water-absorbent gel composition and the method for producing the same is not particularly limited, and acrylamide, N-dimethylacrylamide, N-diethylacrylamide, N-isopropylacrylamide. These can be used, and these can be used alone or in combination. In addition, when acrylamide and N-dimethylacrylamide are used independently, the gel composition obtained may not show temperature sensitivity. N-isopropylacrylamide is preferable because it can be used alone.
[0014]
The proportion of N-alkylacrylamide and N-vinylpyrrolidone used in the temperature-sensitive porous water-absorbent gel composition and the method for producing the same according to the present invention is such that N-vinylpyrrolidone is 100 parts by weight of N-alkylacrylamide. The range is preferably 0.1 to 100 parts by weight, more preferably 0.2 to 20 parts by weight, and still more preferably 0.5 to 15 parts by weight.
If the amount is 0.1 parts by weight or less, the effect of increasing the amount of water absorption is lost, and if it is 100 parts by weight or more, the gel drainage rate becomes slow above the transition temperature, which is not practical.
[0015]
The crosslinking agent used in the porous water-absorbent gel composition having temperature sensitivity of the present invention and the production method thereof is not particularly limited, and examples thereof include N, N′-methylenebisacrylamide, ethylene glycol dimethacrylate and the like. Of these, N, N′-methylenebisacrylamide is preferred.
The accelerator used in the temperature-sensitive porous water-absorbent gel composition of the present invention and the production method thereof is not particularly limited and includes tetramethylethylenediamine, among which tetramethylethylenediamine is preferable.
The catalyst used in the temperature-sensitive porous water-absorbent gel composition and the method for producing the same is not particularly limited, and examples thereof include ammonium persulfate, dicumyl peroxide, and di-t-butyl peroxide. Among them, ammonium persulfate is preferable.
[0016]
The content of N-alkylacrylamide in the aqueous solution containing N-alkylacrylamide, a crosslinking agent and an accelerator used for the production of the temperature-sensitive porous water-absorbent gel composition of the present invention is not particularly limited. However, the range of 1 to 50 wt% is preferable with respect to 100 parts by weight of water, more preferably 10 to 40 wt%, and still more preferably 15 to 30 wt%.
The content of N-vinylpyrrolidone in an aqueous solution containing N-alkylacrylamide, a crosslinking agent and an accelerator used for producing the porous water-absorbing gel composition having temperature sensitivity of the present invention is not particularly limited. However, the range of 0.1 to 100 parts by weight is preferable with respect to 100 parts by weight of N-alkylacrylamide, more preferably 0.3 to 20 parts by weight, and still more preferably 0.5 to 15 parts by weight. The range is parts by weight.
[0017]
The content of the crosslinking agent in the aqueous solution containing the N-alkylacrylamide, the crosslinking agent and the accelerator used for the production of the temperature-sensitive porous water-absorbent gel composition of the present invention is not particularly limited. The range of 0.005 to 20 parts by weight is preferable, more preferably 0.01 to 10 parts by weight, and still more preferably 0.1 to 5 parts by weight.
The content of the accelerator in the aqueous solution containing the N-alkylacrylamide, the crosslinking agent and the accelerator used for the production of the temperature-sensitive porous water-absorbent gel composition of the present invention is not particularly limited. The range of 0.001 to 10 parts by weight is preferable, more preferably 0.01 to 1 part by weight, and still more preferably 0.05 to 0.5 parts by weight.
[0018]
The amount of the catalyst used for the production of the porous water-absorbent gel composition having temperature sensitivity of the present invention is not particularly limited, but is 0.0001 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of N-alkylacrylamide. The range is preferably from 0.001 to 1 part by weight, more preferably from 0.005 to 0.5 part by weight.
[0019]
The size of the porous absorbent gel composition having a temperature-sensitive of the present invention are those selected depending on a use mode, but are not limited to, the range of 0.00001M 3 through 10m 3 is preferably , more preferably 0.0001 m 3 is ～5M 3, still more preferably from 0.01 m 3 to 1 m 3.
[0020]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail using an Example, this invention is not limited to a following example.
A mixture having the following composition was reacted at 50 ° C. for 6 hours under a nitrogen atmosphere to obtain a porous water-absorbent gel having temperature sensitivity.
[0021]
N-isopropylacrylamide (NIPAM) Amount shown in Table 1 N-vinylpyrrolidone (NVP) Amount shown in Table 1 N, N′-methylenebisacrylamide (BIS) 0.9 g
Tetramethylethylenediamine (TMEDA) 0.11 g
0.01g ammonium persulfate (APS)
100 g of distilled water
[0022]
[Table 1]
[0023]
In Formulation 1 of Table 1, the monomer was not completely dissolved and white turbidity was generated. For Formulation 1, Formulation 5 and Formulation 6, cylindrical gels having a diameter of 6 mm and a length of 30 mm were formed. The obtained gel was heated to 70 ° C. and completely drained, and then poured into a container containing water at 10 ° C. to 70 ° C. for 1 hour, after which the gel was taken out and the diameter was measured. It is shown in 1.
The gel formed in the same cylindrical shape was heated to 50 ° C. and completely drained, then poured into cold water at 20 ° C., the gel diameter was measured every time, and the water absorption rate of the gel was measured. The results are shown in FIG.
[0024]
Moreover, when the friction coefficient of the water-absorbing gel was measured, when N-vinylpyrrolidone was copolymerized, the smoothness of the gel surface increased and the friction coefficient decreased. The results are shown in Table 2 below.
[0025]
[Table 2]
[0026]
A 6 mm thick gel sheet of Formulation 5 was prepared, and 5 g of washed rice wastewater having a water content of 89.1% generated in the actual washing-free rice production process was poured on a 20 cm 2 gel sheet, and the water content of the organic slurry at 20 ° C. Changes were measured. The results are shown in Table 3.
[0027]
[Table 3]
[0028]
Moreover, the intensity | strength of each gel of the mixing | blending 1 and the mixing | blending 5 was compared.
A Tensilon universal testing machine (rubber compression) was used to measure the strength. The measurement conditions were: load cell: 5KN, compression speed: 10 mm / min, chart speed: 300 / min.
A sample for measurement was prepared by punching a gel from a flat plate shape into a cylindrical shape.
The measurement samples prepared as described above were measured for the following three curing states.
State 1; The state 2 below was aged in a 50 ° C. water bath for 60 minutes, then lowered to room temperature (23 ° C.) and left for about 1 hour.
State 2: A measurement sample was aged for 60 minutes in a 23 ° C. water bath (measured immediately after removal from the water bath).
The results are shown in Table 4 below.
[0029]
[Table 4]
[0030]
【The invention's effect】
In the present invention, as described above, N-alkylacrylamide and N-vinylpyrrolidone are copolymerized to increase the smoothness of the gel surface and reduce the friction coefficient. Further, when N-vinylpyrrolidone was added, the solubility of N-alkylacrylamide in water was increased, a polymer concentration was high, and a porous water-absorbing gel composition having high gel strength and temperature sensitivity could be obtained. This makes it possible to obtain a temperature-sensitive water-absorbing gel excellent in water absorption and workability, and is used as a mechanical dehydration method for difficult-to-dehydrate slurries discharged from sewage treatment plants and food-related factories. This is extremely useful because it is expected to apply a new concept to the dehydration method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a graph showing changes in gel diameter with temperature in Examples.
FIG. 2 is a graph showing changes in gel diameter with time in Examples.
