JP4826878B2 - 吸液性樹脂の製造方法 - Google Patents
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Description
このような問題を解消するために、スルホアルキル(メタ)アクリレートやアクリルアミド等からなる吸水性材料が提案されている(例えば特許文献1参照)。またそれを用いた耐塩性膨潤剤(例えば特許文献2参照)、育苗床(例えば特許文献3参照)などが提案されている。
しかし、これらの提案の吸水性材料は水溶液重合により架橋構造を形成してゲル重合体を調製するものであり、吸水倍率も低くまた使用時に粉砕する必要があった。
しかしこの提案では、1次粒子同士の凝集を起こすことなく粒子径50μm以下の重合性微粒子を得るために、単量体またはその水溶液100重量部に対して100〜400重量部の疎水性有機溶媒を用いる必要があり、反応釜当たりの収率が低くなることを避けられなかった。また1m3をこえる商用レベルの反応釜にスケールアップを行った場合や攪拌翼としてパドル翼を用いた場合、1次粒子同士の凝集を避けるには限界があった。
しかしこの提案では、共沸により殆どの水を系外に取り除いた後、縮合させる必要があり、製造時の凝集を抑制するのには限界があった。
さらに、分子内に少なくとも1つのエチレン性不飽和結合を有する無水ポリ酸性アミノ酸とスルホン酸基含有エチレン性不飽和化合物とを反応させることにより得られる吸水性材料が提案されている(例えば特許文献6参照)。しかしこの提案では、優れた特性を有するものの、得られる吸液性材料が茶色系の色相を有するという問題があった。
すなわち、本発明は、疎水性有機溶媒に、スルホン酸基またはそのアルキル金属塩を有するエチレン性不飽和単量体を含有する単量体混合物とラジカル重合開始剤とを含む水溶液を供給し、界面活性剤の存在下に逆相懸濁重合させることにより吸液性樹脂を製造する方法において、逆相懸濁重合が終了した後、ショ糖脂肪酸エステルを添加する吸液性樹脂の製造方法であって、前記疎水性有機溶媒が、前記スルホン酸基またはそのアルキル金属塩を有するエチレン性不飽和単量体を含有する単量体混合物とラジカル重合開始剤とを含む水溶液100重量部に対して40〜200重量部であることを特徴とする吸液性樹脂の製造方法を提供するものである。
本発明で得られる吸液性樹脂は、純水や低イオン水等の吸液倍率を損なうことなく、特に海水や塩化カルシウム潮解水溶液等の高濃度の含塩溶液に対する吸液性に優れている。
本発明で用いる単量体混合物中のスルホン酸基またはそのアルキル金属塩を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、2−スルホエチルアクリレート、2−スルホエチルメタアクリレート、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−スルホプロピルアクリレート、2−スルホプロピルメタアクリレート、3−スルホプロピルアクリレート、3−スルホプロピルメタアクリレート、2−スルホブチルアクリレート、2−スルホブチルメタアクリレート等の含スルホン酸基含有化合物又はその塩を挙げることが出来る。含スルホン酸基含有化合物の塩としては、そのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩が挙げられる。アルカリ金属塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、ルビジウム塩等が挙げられ、アルカリ土類金属塩としてはカルシウム塩、マグネシウム塩等が挙げられる。これらの中で最も高い吸液性が得られる点で、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、またはそのアルカリ金属塩が好ましい。
スルホン酸基、またはそのアルカリ金属塩を有するエチレン性不飽和単量体は、他の水溶性エチレン性不飽和化合物と混合して使用することが出来る。かかる水溶性エチレン性不飽和化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸及び/又はそのアルカリ金属塩、アンモニウム塩、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、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)アクリレート等のアミノ基含有不飽和化合物やそれらの四級化物等を挙げることが出来、これらの群から選ばれる1種又は2種以上を用いることが出来る。尚、ここで「(メタ)アクリル」という用語は、「アクリル」及び「メタクリル」の何れをも意味するものとする。これらの中でスルホン酸基、またはそのアルカリ金属塩を有するエチレン性不飽和単量体との共重合性を鑑みると、(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミドが好ましい。
架橋剤としては、2個以上のエチレン性不飽和結合を有する単量体、前記単量体混合物中の単量体の有する官能基と反応する官能基を2個以上有する化合物が挙げられる。
2個以上のエチレン性不飽和結合を有する単量体としては、例えばジ(メタ)アクリル酸エステル、トリ(メタ)アクリル酸エステル、ビスアクリルアミドなどが挙げられる。
ジ(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えばエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリル酸カルバミルエステルなどが挙げられる。
トリ(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えばトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリストールトリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
ビスアクリルアミドとしては、例えばN,N'−メチレンビスアクリルアミド、N,N'−エチレンビスアクリルアミドなどが挙げられる。
前記2個以上のエチレン性不飽和結合を有する単量体のなかでも、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、N,N’−メチレンビス(メタ)アクリルアミドを使用することが好ましい。
前記2個以上のエチレン性不飽和結合を有する単量体及び前記(メタ)アクリル酸の有するカルボキシル基と反応する官能基を2個以上有する化合物は、前記単量体混合物100重量部に対して0.01〜1重量部の範囲内で使用することが好ましい。0.01〜0.5重量部の範囲内であることが特に好ましい。0.01〜1重量部の範囲内であれば充分な架橋構造が得られ、吸液性能が低下することがない。
本発明は、疎水性有機溶媒に、この単量体混合物を含む水溶液を供給して、界面活性剤の存在下に逆相懸濁重合させるものである。
界面活性剤の具体例としては、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、酸化ポリエチレン、無水マレイン化ポリエチレン、無水マレイン化ポリブタジエン、無水マレイン化エチレン・プロピレン・ジエン・ターポリマー、α−オレフインと無水マレイン酸の共重合体又はその誘導体ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸等が挙げられる。これら界面活性剤は2種以上を適宜併用することも可能である。
ショ糖脂肪酸エステルとしては、例えばショ糖ステアリン酸エステル、ショ糖パルミチン酸エステル、ショ糖オレイン酸エステル、ショ糖ラウリル酸エステル、ショ糖ミリスチン酸エステル、ショ糖ベヘニン酸エステル、ショ糖エルカ酸エステル等が挙げられる。一般に市販されているショ糖脂肪酸エステルはモノエステルを主成分とするジエステル、トリエステルの混合物である。この中でもモノエステルを主成分とし、ジエステル、トリエステルの組成によりHLBが1〜16あるショ糖ステアリン酸エステルが好ましい。
上記界面活性剤の使用量は、疎水性有機溶媒に対して、好ましくは0.05〜10重量%、より好ましくは0.1〜5重量%の範囲である。
すなわちまずスルホン酸基またはそのアルカリ金属塩を10〜100重量%含有するエチレン性不飽和単量体水溶液を調製し、この水溶液に2個以上のエチレン性不飽和結合を有する単量体又は前記単量体混合物の有する官能基と反応する官能基を2個以上有する化合物を0.01〜1重量部混合し、さらにラジカル重合開始剤を0.1〜1重量部、及び必要に応じてチオール類、チオール酸類、第2級アルコール類、アミン類、次亜りん酸塩類等の水溶性連鎖移動剤を添加し溶解させ、前記単量体等を含む水溶液を調製し、窒素等の不活性ガスを導入して脱気を行う。一方、重合装置内で界面活性剤を疎水性有機溶媒に入れ、必要ならば若干加温し溶解せしめ、窒素等不活性ガスを導入し、脱気を行う。次にこの中に上記単量体等を含む水溶液を注入し、攪拌下、昇温を開始する。この間に反応系の水溶液は微細な液滴となって疎水性有機溶媒中に分散しながら懸濁する。昇温とともにやがて発熱が起こり重合が開始する。
本発明の吸液性樹脂は、重合反応時、レイノルズ数、もしくはウェーバー数を制御しながら攪拌することにより、吸液性樹脂の1次粒子の平均粒径を50μm以下に制御することが可能になる。
たとえば、レイノルズ数を制御する場合には、式(1)に基づき、攪拌翼径に対する吸水性樹脂の1次粒子径(吸水性樹脂の1次粒子径/攪拌翼径)を1次粒子径が一定の数値に維持されるように攪拌することにより、前記1次粒子の平均粒径を50μm以下に制御することができる。
図1は、吸液性樹脂の1次粒子の平均粒子径を攪拌翼径で割った数値をレイノルズ数に対し両対数プロットを行い、これらのプロットから導かれる直線を描いた表である。
ここで、吸液性樹脂の1次粒子の平均粒子径とは、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置により測定する方法で求められる値をいい、体積基準で測定されるメイジアン径を表すものである。
攪拌翼径は、攪拌翼の両端の長さを表す。レイノルズ数とは、慣性力と攪拌による粘性による摩擦力の比により表せる無次元数であり、式(2)で表される。
上記式に吸液性樹脂の1次粒子の平均粒子径は、同じ攪拌翼を用いた場合、できるだけレイノルズ数を大きくすることにより、吸液性樹脂の1次粒子の平均粒径を50μm以下に制御することが可能になる。
本発明によると、単量体混合物とラジカル重合開始剤とを含む水溶液の組成や界面活性剤の種類を変化させることなく、攪拌速度を操作することにより、レイノルズ数を制御すると、[(吸液性樹脂の1次粒子の平均粒子径)/d]とレイノルズ数とが一定の関係を有することから、特定の平均粒子径を有する吸液性樹脂を得ることができる。
まずどんな形状の攪拌翼でもかまわないが、製造を想定する商用スケールの反応釜と相似形の攪拌翼を有する小スケールの反応釜において、攪拌速度を変化させた実験を複数回を行い、1次粒子径の異なる吸液性樹脂の調製を行う。次に、吸液性樹脂の1次粒子径を攪拌翼径で割った数値[(吸液性樹脂の1次粒子の平均粒子径)/d]をレイノルズ数に対し両対数プロットし、式(1)を、図1の対数表上の直線として表現することにより、式(1)の関係を満足する直線を求めることができる。この図1からk1およびk2を決定することができる。
次いで、逆相懸濁重合の際の攪拌速度を決めると、式(2)からレイノルズ数を導くことができる。レイノルズ数が決まると、図1により、[(吸液性樹脂の1次粒子の平均粒子径)/d]を計算することができ、吸液性樹脂の1次粒子の平均粒子径が予想される。 このことから、式(1)基づき、吸液性樹脂の1次粒子の平均粒子径が一定の数値に維持されるようにレイノルズ数を制御し、攪拌速度を維持しながら攪拌することにより、1次粒子の平均粒子径を50μm以下に保つことができる。
具体的には、例えばピッチドパドル翼を付帯する商用スケールの反応釜において、1次粒子の平均粒子径を50μm以下に制御するためには、攪拌翼径が1mの場合にはレイノルズ数を20,000〜100,000に制御することにより、攪拌翼径が2mの場合にはレイノルズ数を40,000〜200,000に制御することにより所望の1次粒子を10μm〜50μmに制御することが可能になる。
この際粒子が完全に反応釜内において分散をする粒子浮遊限界攪拌速度や反応釜に付帯するモーター能力によって実際運転をする攪拌速度が制限されることがある。
本発明の吸液性樹脂の製造方法は、逆相懸濁重合が終了した後共沸脱水を開始する前に、ショ糖脂肪酸エステルを添加することにより、前記の凝集の危険性を回避することが可能になる。
ショ糖ステアリン酸エステルの形態が粉体であり、重合反応温度である60〜100℃において熱的安定性が高いという物性が、1次粒子の凝集を回避できる効果に寄与しているのではないかと推定される。
ショ糖脂肪酸エステルの添加量は、重合当初に添加した界面活性剤の量の10〜50重量%であることが好ましい。
ショ糖脂肪酸エステルの添加時期としては、逆相懸濁重合が終了した後、共沸脱水を開始する前までの間が好ましい。またショ糖脂肪酸エステルの効果を発揮させるには、共沸脱水量が得られる吸液性樹脂の固形分に対する水分量が25重量%、好ましくは30重量%に達していないことが好ましい。
本発明の製造方法により得られる吸液性材料は、膨潤したビーズ状の粒子からなっており、デカンテーション又はろ過等により疎水性有機溶媒と分離することが出来る。その後加熱により乾燥せしめ粉末状の樹脂を得ることが出来る。
かくして得られる吸液性材料は、通常その平均粒子径が50μm以下の真球状の1次粒子及びそれらが一部凝集した2次粒子を含む粉体である。この2次粒子も機械力によって容易に粉砕することが出来、製造面及び使用面において大きな利点がある。
本発明の製造方法で得られる吸液性樹脂は、従来から知られている吸液性材料の全ての用途に適用可能である。例えば、光ファイバーケーブル用止水材、水膨潤性ゴム、セメントに混和することによりチクソ性、増粘性等を付与するセメント流動性改良剤、廃泥ゲル化剤等としての土木分野、建築分野、工業分野;土壌改質剤、及び保水剤等としての農業・園芸分野;オムツや生理用品等の衛生分野など多種多様な分野に利用することが出来る。
1%塩化カルシウム及び塩化ナトリウムに対する吸液倍率の測定時には、0.5gの乾燥樹脂、1%ポルトランドセメント上澄み水に対する吸液倍率の測定時には0.2gの乾燥樹脂を試料として、1%塩化カルシウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液及び1%ポルトランドセメント上澄み水500gを秤量したビーカーに、試料を添加し、2時間吸液させた。255メッシュナイロンシャで液がきれるまでろ過を行った。吸液倍率(g/g)は、試料の質量a(g)、水切り後の(ゲル+ナイロンシャ+ロート)の質量b60min(g)、ろ過前の(ナイロンシャ+ロート)の質量c(g)から、次式に従って算出した。
吸液性樹脂の平均粒径、および粒径分布はレーザー回折/散乱式粒度分布測定装置LA−910(株式会社堀場製作所製)を用い測定を行った。体積基準で測定されるメジアン径を平均粒子径とした。
攪拌翼径95mmの3段ピッチドパドル翼、冷却管、温度計を備え付けた、内径130mmの2Lセパラブルフラスコの重合槽にシクロヘキサン750g、レオドールSP−S10V(ソルビタンステアレート、花王株式会社製)9.0gを仕込んだ後、還流冷却脱水管、滴下ロートを備え付け、攪拌速度1000rpmで攪拌を開始した。一方、2LのディスカップにTBAS−Q(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、MRCユニテック株式会社製)205gを加え、外部より冷却しつつ、ヒドロキシ−テトラメチル-1-ピペリジンオキシルを0.02g含み、水酸化ナトリウム29.4gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液415gを滴下して、TBAS−Qを中和した。
この液にアクリルアミド150g、N,N'−メチレンビスアクリルアミド0.15g、アクリル酸0.5g、過硫酸アンモニウム0.6gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出した。
次に、上述のようにして得られた、重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を上述のシクロヘキサンに添加し、亜硫酸水素ナトリウム0.2gを粉末状態で添加した後、70℃に昇温することにより重合を開始させた。重合による発熱が収まった後、DKエステルF−90(ショ糖ステアリン酸エステル、HLB=9、第一工業製薬株式会社製)3.0gを添加した。攪拌速度1000rpmで1時間攪拌しながら系内の温度を60℃〜70℃の温度に制御した。この時、液粘度は0.03Pa・s、液密度は0.979kg・m3であり、レイノルズ数は3930であった。共沸脱水によって300gの水を抜き出した後、樹脂を取り出し、減圧下、70℃で乾燥させ、吸液性樹脂Aを得た。この吸液性樹脂Aの体積基準のメジアン径は17μmであった。
吸液性樹脂Aの状態を表わしている顕微鏡写真を図2に示す。この図2によると、1次粒子同士が殆ど凝集しない状態で粒子が得られていることがわかる。吸液特性を表−1にまとめた。高い吸液性能が得られていることがわかる。
重合による発熱が収まった後、DKエステルF−50(ショ糖ステアリン酸エステル、HLB=5、第一工業製薬株式会社製)を添加した他は実施例1と同様の操作により、吸液性樹脂Bの調製を行った。1次粒子同士が凝集しない状態で粒子が得られた。この吸液性樹脂Bの体積基準のメジアン径は18μmであった。吸液特性を表−1にまとめた。高い吸液性能が得られていることがわかる。
重合による発熱が収まった後、DKエステルF−160(ショ糖ステアリン酸エステル、HLB=15、第一工業製薬株式会社製)を添加した他は実施例1と同様の操作により吸液性樹脂Cの調製を行った。1次粒子同士が凝集しない状態で粒子が得られた。この吸液性樹脂Cの体積基準のメジアン径は20μmであった。吸液特性を表−1にまとめた。高い吸液性能が得られていることがわかる。
攪拌翼径95mmの3段ピッチドパドル翼、冷却管、温度計を備え付けた、内径130mmの2Lセパラブルフラスコの重合槽にシクロヘキサン500g、レオドールSP−S10Vを13.2g、DKエステルF−90を1.8gを仕込んだ後、還流冷却脱水管、滴下ロートを備え付け、攪拌速度1000rpmで攪拌を開始した。一方、2LのディスカップにTBAS−Qを290g加え、外部より冷却しつつヒドロキシ−テトラメチル-1-ピペリジンオキシルを0.03g含み、水酸化ナトリウム41.6gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液420gを滴下してTBAS−Qを中和した。
この液にアクリルアミド200g、N,N'−メチレンビスアクリルアミド0.21g、過硫酸アンモニウム0.7gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出した。
次に、上述のようにして得られた、重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を上述のシクロヘキサンに添加し、亜硫酸水素ナトリウム0.4gを粉末状態で添加した後、70℃に昇温することにより重合を開始させた。重合による発熱が収まった後、DKエステルF−90を4.0g添加した。攪拌速度1000rpmで1時間攪拌しながら系内の温度を60℃〜70℃の温度に制御した。この時、液粘度は0.03Pa・s、液密度は0.979kg・m3であり、レイノルズ数は3930であった。共沸脱水によって350gの水を抜き出した後、樹脂を取り出し、減圧下、70℃で乾燥させ、吸液性樹脂Dを得た。この吸液性樹脂Dの体積基準のメジアン径は17μmであった。吸液特性を表−1にまとめた。高い吸液性能が得られていることがわかる。
攪拌翼径48cmのアンカー翼、コンデンサー、デカンターを備え付けた、内径58cmの50Lの反応釜にシクロヘキサン24400g、レオドールSP−S10Vを294g仕込んだ後、還流冷却脱水管、滴下ロートを備え付け、攪拌速度100rpmで攪拌を開始した。一方、10LのSUSジョッキにTBAS−Qを6690g加え、外部より冷却しつつ、ヒドロキシ−テトラメチル-1-ピペリジンオキシルを0.7g含み、水酸化ナトリウム1293gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液13540gを滴下して、TBAS−Qを中和した。この液にアクリルアミド4900g、N,N'−メチレンビスアクリルアミド4.9g、過硫酸アンモニウム19.6gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出した。次に、上述のようにして得られた、重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を上述のシクロヘキサンに添加し、亜硫酸水素ナトリウム6.5gを粉末状態で添加した後、70℃に昇温することにより重合を開始させた。重合による発熱が収まった後、DKエステルF−90を98g添加した。攪拌速度100rpmで30分間攪拌しながら系内の温度を60℃〜70℃の温度に制御した。この時、液粘度は0.03Pa・s、液密度は0.979kg・m3であり、レイノルズ数は12531であった。共沸脱水によって11000gの水を抜き出した後、樹脂を取り出し、減圧下、70℃で乾燥させ、吸液性樹脂Eを得た。この吸液性樹脂Eの体積基準のメジアン径は22μmであった。1次粒子同士が凝集しない状態で粒子が得られた。吸液特性を表−1にまとめた。高い吸液性能が得られていることがわかる。
攪拌翼径0.98mのアンカー翼、コンデンサー、デカンターを備え付けた、内径1mの1000Lの反応釜にシクロヘキサン490kg、レオドールSP−S10Vを5.9kg仕込んだ後、還流冷却脱水管、滴下ロートを備え付け、攪拌速度60rpmで攪拌を開始した。一方、1000Lの仕込み用タンクにTBAS−Qを134kg加え、外部より冷却しつつ、ヒドロキシ−テトラメチル-1-ピペリジンオキシルを13g含み、水酸化ナトリウム19.2gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液233kgを滴下してTBAS−Qを中和した。この液にアクリルアミド98kg、N,N'−メチレンビスアクリルアミド98g、過硫酸アンモニウム390gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出した。次に、上述のようにして得られた、重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を上述のシクロヘキサンに添加し、亜硫酸水素ナトリウム130gを粉末状態で添加した後、70℃に昇温することにより重合を開始させた。重合による発熱が収まった後、DKエステルF−90を98g添加した。攪拌速度60rpmで30分間攪拌しながら系内の温度を60℃〜70℃の温度に制御した。この時、液粘度は0.03Pa・s、液密度は0.979kg・m3であり、レイノルズ数は31341であった。共沸脱水によってgの水を抜き出した後、樹脂を取り出し、減圧下、70℃で乾燥させ、吸液性樹脂Fを得た。1次粒子同士が凝集しない状態で粒子が得られた。この吸液性樹脂Fの体積基準のメジアン径は20μmであった。吸液特性を表−1にまとめた。高い吸液性能が得られていることがわかる。
攪拌翼径95mmの3段ピッチドパドル翼、冷却管、温度計を備え付けた、内径130mmの2Lセパラブルフラスコの重合槽にシクロヘキサン800g、レオドールSP−S10Vを13.2g仕込んだ後、還流冷却脱水管、滴下ロートを備え付け、攪拌速度600rpmで攪拌を開始した。一方、2LのディスカップにTBAS−Qを210g加え、外部より冷却しつつヒドロキシ−テトラメチル-1-ピペリジンオキシルを0.02g含み、水酸化ナトリウム23.8gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液420gを滴下してTBAS−Qを中和した。
この液にアクリルアミド146g、N,N'−メチレンビスアクリルアミド0.15g、過硫酸アンモニウム0.5gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出した。
次に、上述のようにして得られた、重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を上述のシクロヘキサンに添加し、亜硫酸水素ナトリウム0.4gを粉末状態で添加した後、70℃に昇温することにより重合を開始させた。重合による発熱が収まった後、攪拌速度600rpmで1時間攪拌しながら系内の温度を60℃〜70℃の温度に制御した。この時、液粘度は0.03Pa・s、液密度は0.979kg・m3であり、レイノルズ数は2358であった。共沸脱水によって350gの水を抜き出した後、樹脂を取り出し、減圧下、70℃で乾燥させ、吸液性樹脂Gを得た。吸液性樹脂Fの状態を表わしている顕微鏡写真を図2に示す。この図2によると、1次粒子同士が凝集した状態で粒子が得られていることがわかる。この吸液性樹脂Gの体積基準のメジアン径は120μmであった。吸液特性、機械的安定性および熱的安定性を表−1にまとめた。
攪拌翼径95mmの3段ピッチドパドル翼、冷却管、温度計を備え付けた、内径130mmの2Lセパラブルフラスコの重合槽にシクロヘキサン900g、レオドールSP−S10Vを5.5g仕込んだ後、還流冷却脱水管、滴下ロートを備え付け、攪拌速度600rpmで攪拌を開始した。一方、2LのディスカップにTBAS−Qを115g加え、外部より冷却しつつヒドロキシ−テトラメチル-1-ピペリジンオキシルを0.01g含み、水酸化ナトリウム13.2gを溶解した水酸化ナトリウム水溶液440gを滴下してTBAS−Qを中和した。
この液にアクリルアミド81g、N,N'−メチレンビスアクリルアミド0.25g、過硫酸アンモニウム0.3gを加えて溶解させた後、窒素ガスを吹き込んで溶存酸素を追い出した。
次に、上述のようにして得られた、重合開始剤および架橋剤を含有する単量体水溶液を上述のシクロヘキサンに添加し、亜硫酸水素ナトリウム0.1gを粉末状態で添加した後、70℃に昇温することにより重合を開始させた。重合による発熱が収まった後、攪拌速度600rpmで1時間攪拌しながら系内の温度を60℃〜70℃の温度に制御した。この時、液粘度は0.03Pa・s、液密度は0.979kg・m3であり、レイノルズ数は2358であった。共沸脱水によって390gの水を抜き出した後、樹脂を取り出し、減圧下、70℃で乾燥させ、吸液性樹脂Hを得た。この吸液性樹脂Hの体積基準のメジアン径は35μmであった。吸液特性、機械的安定性および熱的安定性を表−1にまとめた。
使用するシクロヘキサン量を550gに変更した他は比較例1と同様の操作により吸液性樹脂Hの調製を行った。共沸脱水250gの水を抜き出したところで反応釜が激しく振動をおこし攪拌速度を300rpmまで下げる必要があった。390gの水を抜き出した後反応釜の中を確認したところ樹脂は反応釜底に凝集しシクロヘキサンと分離していた。
Claims (6)
- 疎水性有機溶媒に、スルホン酸基またはそのアルキル金属塩を有するエチレン性不飽和単量体を含有する単量体混合物とラジカル重合開始剤とを含む水溶液を供給し、界面活性剤の存在下に逆相懸濁重合させることにより吸液性樹脂を製造する方法において、逆相懸濁重合が終了した後、ショ糖脂肪酸エステルを添加する吸液性樹脂の製造方法であって、前記疎水性有機溶媒が、前記スルホン酸基またはそのアルキル金属塩を有するエチレン性不飽和単量体を含有する単量体混合物とラジカル重合開始剤とを含む水溶液100重量部に対して40〜200重量部である
ことを特徴とする吸液性樹脂の製造方法。 - 前記ショ糖脂肪酸エステルが、ショ糖ステアリン酸エステルである請求項1記載の吸液性樹脂の製造方法。
- ショ糖脂肪酸エステルを添加した後、疎水性有機溶媒と水との共沸脱水により水を除去する請求項1又は2記載の吸液性樹脂の製造方法。
- 前記界面活性剤が、ソルビタン脂肪酸エステルである請求項1〜3のいずれか1項に記載の吸液性樹脂の製造方法。
- 前記スルホン酸基またはそのアルカリ金属塩を有するエチレン性不飽和単量体が、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸またはそのアルカリ金属塩である請求項1〜4のいずれか1項に記載の吸液性樹脂の製造方法。
- 前記吸液性樹脂が、50μm以下の体積基準のメジアン径を有する白色球状単粒子からなる請求項1〜5のいずれか1項に記載の吸液性樹脂の製造方法。
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