JPH0160296B2 - - Google Patents

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JPH0160296B2
JPH0160296B2 JP56109092A JP10909281A JPH0160296B2 JP H0160296 B2 JPH0160296 B2 JP H0160296B2 JP 56109092 A JP56109092 A JP 56109092A JP 10909281 A JP10909281 A JP 10909281A JP H0160296 B2 JPH0160296 B2 JP H0160296B2
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JP
Japan
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polyvinyl alcohol
porous
surface area
specific surface
formula
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JP56109092A
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Japanese (ja)
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JPS5811046A (en
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Koji Itagaki
Eiryo Oochi
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Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Publication date
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Publication of JPS5811046A publication Critical patent/JPS5811046A/en
Publication of JPH0160296B2 publication Critical patent/JPH0160296B2/ja
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【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は多孔質陰イオン交換樹脂およびその製
造法に関するものである。詳しくは本発明は架橋
ポリビニルアルコール骨格を有する多孔質陰イオ
ン交換樹脂およびその製造法に関するものであ
る。 現在広く用いられている陰イオン交換樹脂は、
架橋ポリエチレン骨格を有しているので、芳香環
を有する化合物と特異的な相互作用を示す。芳香
環を持たない陰イオン交換樹脂としてはポリエチ
レンイミンを架橋したものが知られているが、こ
の樹脂は1級アミノ基から4級アンモニウム基ま
でを含む多官能型のものである。また、ポリビニ
ルアルコールを骨格とする陰イオン交換樹脂も提
案されているが、このものはその製法からしてゲ
ル型の樹脂である。 本発明者らは、内部に物理的細孔を有する多孔
質樹脂がゲル型樹脂に比して幾多の利点を有する
ことから、ポリビニルアルコールを骨格とする多
孔質の陰イオン交換樹脂について検討し、本発明
を完成した。 本発明に係る多孔質陰イオン交換樹脂は、交換
基が実質的に
The present invention relates to a porous anion exchange resin and a method for producing the same. Specifically, the present invention relates to a porous anion exchange resin having a crosslinked polyvinyl alcohol skeleton and a method for producing the same. The anion exchange resins currently widely used are
Since it has a crosslinked polyethylene skeleton, it exhibits specific interactions with compounds having aromatic rings. Crosslinked polyethyleneimine is known as an anion exchange resin without an aromatic ring, but this resin is a polyfunctional type containing from primary amino groups to quaternary ammonium groups. Also, an anion exchange resin having a polyvinyl alcohol skeleton has been proposed, but this resin is a gel type resin due to its manufacturing method. The present inventors have studied porous anion exchange resins having a polyvinyl alcohol skeleton because porous resins having physical pores have many advantages over gel-type resins. The invention has been completed. In the porous anion exchange resin according to the present invention, the exchange groups are substantially

【式】または[expression] or

【式】 (式中、R1は水素原子、アルキル基またはヒド
ロキシアルキル基を示し、R2、R3、R4はアルキ
ル基またはヒドロキシアルキル基を示し、Yはア
ルキレン基を示す。) で表わされる構造を有し、0.5m2/g以上の比表
面積および0.1ml/g以上の細孔容積の少くとも
一方で特徴づけられるものである。 また、本発明は、0.5m2/g以上の比表面積お
よび0.1ml/g以上の細孔容積の少くとも一方で
特徴づけられる多孔質架橋ポリビニルアルコール
に、アミノアルデヒドないしはそのアセタールを
反応させるか、またはハロアルデヒドないしはそ
のアセタールを反応させ次いでアミンを反応させ
ることにより、多孔質陰イオン交換樹脂を製造す
る方法を提供するものである。 さらに本発明は、ポリビニルアルコール、架橋
剤およびアミノアルデヒドのアセタールまたはハ
ロアルデヒドのアセタールを含む塩水溶液を懸濁
重合し、(ハロアルデヒドのアセタールを用いた
場合には次いでアミンを反応させ)、多孔質陰イ
オン交換樹脂を製造する方法を提供するものであ
る。 本発明について詳細に説明すると、本発明に係
る多孔質陰イオン交換樹脂は、多孔質の架橋ポリ
ビニルアルコールにアミノアルデヒドがアセター
ル結合した構造を有しており、その多孔性は0.5
m2/g以上の比表面積および0.1ml/g以上の細
孔容積の少くとも一方で特徴づけられるものであ
る。好ましくは本発明に係る多孔質陰イオン交換
樹脂は0.5m2/g以上、特に5m2/g以上の比表
面積および0.1ml/g以上の細孔容積の双方で特
徴づけられる。 本発明に係る多孔質陰イオン交換樹脂は、多孔
質の架橋ポリビニルアルコールを原料とし、これ
にアミノアセタールを反応させるか、またはハロ
アルデヒドないしはそのアセタールを反応させ、
次いでアミンでアミノ化することにより容易に製
造することができる。 多孔質の架橋ポリビニルアルコールは、塩を溶
解ないし懸濁させた水中でポリビニルアルコール
と架橋剤とを反応させて製造する。好ましくは、
塩、ポリビニルアルコール及び架橋剤を含む水溶
液ないしは水懸濁液を油性の分散媒中に分散さ
せ、懸濁状態で反応を行なわせ、球状の架橋ポリ
ビニルアルコールを製造する。 塩としては水溶性塩および不溶性塩のいずれを
も用いることができる。水溶性塩としては、通
常、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシ
ウム等の塩化物、硝酸ナトリウム、硝酸カリウ
ム、硝酸カルシウム等の硝酸塩、硫酸マグネシウ
ム等の硫酸塩、燐酸ナトリウム等の燐酸塩などが
用いられる。これらの溶水性塩は、ポリビニルア
ルコールが架橋剤と反応して分子量が増加したと
きに、塩析効果により、当該ポリビニルアルコー
ルを反応媒体中から沈澱させる作用を奏するもの
と考えられる(反応媒体中で沈澱が生成すること
は、反応開始後しばらくすると反応媒体が自濁化
することにより推定される)。従つて、これらの
水溶性塩は、上記の塩析作用を奏するに足る濃度
で用いることが必要である。その濃度は塩の種類
により異なり、塩化ナトリウムでは5〜12%が好
ましいが、塩化カルシウムでは20%以上である。
一般的に云えば、塩の濃度は1〜40%の範囲で用
いられる。 水に不溶性の塩としては、通常、硝酸カルシウ
ム、硝酸バリウム、硝酸鉛などの硫酸塩が用いら
れる。その使用量は、ポリビニルアルコール水溶
液100gに対し通常5〜70g、好ましくは20〜60
gである。これらの不溶性塩は、上述の水溶性塩
とは異なり、架橋反応に際して架橋ポリビニルア
ルコール中に包含される。次いで生成した架橋物
から酸水溶液によりこれらの不溶性塩を抽出する
と、そのあとが細孔となつて架橋物中に残存す
る。従つてこれらの不溶性塩はできるだけ微細な
ものを用いるのが好ましい。 ポリビニルアルコールとしては、重合度数十〜
数千、好ましくは200〜2000で、ケン化度50モル
以上、好ましくは85モル%以上のものが用いられ
る。ポリビニルアルコールは2〜30%、好ましく
は5〜15%となるように水に溶解して架橋反応に
用いる。 架橋剤としては、グリオキザール、グルタルア
ルデヒド、テレフタルアルデヒド等のジアルデヒ
ド類;1,2−3,4−ジエポキシブタン等のジ
エポキシ化合物;ビスエポキシプロピルエーテ
ル、エチレングリコールビスエポキシプロピルエ
ーテル、1,4−ブタンジオールビスエポキシプ
ロピルエーテル等のグリシジルエーテル類;エピ
クロルヒドリン、エピブロムヒドリン等のエピハ
ロヒドリン類等のポリビニルアルコール分子間に
2個以上の炭素原子を有する架橋部分を形成し得
るものが用いられる。架橋剤はポリビニルアルコ
ールの水酸基1モルに対し通常、0.01〜0.15モル
用いる。架橋剤の好ましい使用量はポリビニルア
ルコールの水酸基1モルに対し0.02〜0.1モルで
ある。架橋剤の量が多いと最終的に交換容量の小
さい樹脂しか得られない。また架橋剤の量が少な
いと得られる樹脂の膨潤度が大きくなる。 架橋反応は、ポリビニルアルコール水溶液に塩
類を溶解ないし懸濁させ、さらにこれに架橋剤を
添加したものを、油性の分散媒中に懸濁させて行
なうのが好ましい。分散媒としては通常、トルエ
ン、ベンゼン、クロルベンゼン、ジクロルベンゼ
ン等の芳香族炭化水素およびそのハロゲン誘導
体、n−ヘプタン、n−ヘキサン、流動パラフイ
ン、シクロヘキサン、ジクロルメタン、ジクロル
エタン等の脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素およ
びそのハロゲン誘導体などが用いられる。これら
の分散策は通常は単独で用いられるが、2種以上
を混合して用いても差支えない。分散策の使用量
はポリビニルアルコール水溶液の2(容量)倍以
上、好ましくは3〜6(容量)倍である。また分
散媒中には分散安定剤として、エチルセルロー
ス、セルロースアセテートブチレート、エチルヒ
ドロキシエチルセルロース等の油溶性セルロー
ス、アラビアゴム、ソルビタンセスキオレエー
ト、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンモノ
ステアレート等の油溶性分散安定剤を添加するの
が好ましい。その量は分散策に対して通常0.05〜
10%、好ましくは0.1〜5%である。 架橋反応は、0℃ないし100℃、好ましくは、
20℃ないし80℃で、1時間ないし20時間、好まし
くは、2時間ないし8時間行なう。架橋反応の
際、必要に応じ、塩酸、硝酸等の酸又は、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリを用い
る。このようにして得た架橋ポリビニルアルコー
ルは口過して分散媒から分離する。次いでアセト
ン等の親水性の有機溶剤で洗浄したのち水で洗浄
し、次のアセタール化反応に用いる。 架橋反応に際し、ポリビニルアルコール水溶液
中に水溶性塩を溶解させた場合には、アセタール
化に用いる架橋ポリビニルアルコールは0.5m2
g以上好ましくは55m2/g以上の比表面積を有す
ることが必要である。この比表面積は塩の塩析作
用の程度を調節することにより容易に変化させる
ことができる。 架橋反応に際し、ポリビニルアルコール水溶液
中に不溶性塩を懸濁させた場合には、架橋ポリビ
ニルアルコールから該不溶性塩を塩酸等で抽出し
たのち次のアセタール化反応に供してもよく、ま
た不溶性塩を含んだままでアセタール化反応を行
ない、その後でアセタール化物から塩酸等で不溶
性塩を除去してもよい。いずれの場合でも、架橋
ポリビニルアルコールは、その中に包含されてい
る不溶性塩を抽出除去したときに、0.1ml/g以
上の細孔容積を有するものであることが必要であ
る。細孔容積は不溶性塩の懸濁濃度を調節するこ
とにより容易に変化させることができる。 なお、架橋ポリビニルアルコールとしては、
0.5m2/g以上、好ましくは5m2/g以上の比表
面積および/又は0.1ml/g以上の細孔容積を有
するものである限り、上記以外の方法で得られた
ものでも次のアセタール化反応に用いることが出
来る。 このようにして得られた多孔質の架橋ポリビニ
ルアルコールは、次いでハロアルデヒドないしは
そのアセタールと反応させて、架橋ポリビニルア
ルコールのハロアセタール化物とする。ハロアル
デヒドとしては、クロルアセトアルデヒド、ブロ
モアセトアルデヒド、α−クロルプロピオンアル
デヒド、α−ブロモプロピオンアルデヒド、β−
クロルプロピオンアルデヒド、β−ブロモプロピ
オンアルデヒドなど、一般式 X−Y−CHO (式中、Xはハロゲン原子を示し、Yはアルキレ
ン基を示す) で表わされる任意のハロ脂肪族アルデヒドを用い
いることができる。また、これらのハロアルデヒ
ドは、メタノール、エタノールその他のアルコー
ルとのアセタールとして反応に供することもでき
る。 架橋ポリビニルアルコールとハロアルデヒドな
いしはそのアルデヒドとの反応は、酸を触媒とし
て行なわれる。反応媒体としては通常、水が用い
られるが所望により有機溶媒を用いることもでき
る。ジオキサンやジメチルホルムアミド等の親水
性有機溶媒と水との混合溶媒が反応進行上一般に
有利である。水を反応媒体とすると架橋ポリビニ
ルアルコールが収縮して最終的に得られる陰イオ
ン交換樹脂の比表面積が減少しやすいが、水−ジ
オキサン等の混合溶媒の場合には比表面積の減少
は少ない。反応は40〜100℃、好ましくは60〜90
℃で、2〜30時間、好ましくは5〜15時間行なわ
れる。ハロアルデヒドないしはそのアセタール
は、架橋ポリビニルアルコールの水酸基1モルに
対し通常0.4モル以上、好ましくは0.9〜3モル用
いる。反応媒体中でのハロアルデヒドないしはそ
のアセタールの濃度は通常5〜60%、好ましくは
10〜40%である。 酸としては塩酸、硫酸等の鉱酸のほか、p−ト
ルエンスルホン酸等の有機酸も用いることができ
る。酸は一般に反応媒体中で10-2規定以上、好ま
しくは10-1〜1規定となるように用いる。 ハロアセタール化した架橋ポリビニルアルコー
ルは、次いでアミンと反応させてアミノ化し陰イ
オン交換樹脂とする。この反応も一般に水を溶媒
として行なわれる。また、ジオキサン、ジメチル
ホルムアミド等のハロアセタール化した架橋ポリ
ビニルアルコールを膨潤させるる溶媒を用いると
反応が進行しやすい。反応は30〜150℃、好まし
くは50〜100℃で3〜30時間、好ましくは5〜15
時間行なわれる。アミンとしては、一般にメチル
アミン、エチルアミン、エタノールアミン、プロ
パノールアミン等の1級アミン、ジメチルアミ
ン、ジエチルアミン、ジエタノールアミン、ジプ
ロパノールアミン等の2級アミン、トリメチルア
ミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミ
ン、ジメチルエタノールアミン等の3級アミンが
用いられるが、これ以外のアミンを用いることも
できる。アミンは反応媒体中で水溶液として10%
以上の濃度となるように用いるのが好ましい。ア
ミンの使用量はハロアセタール化した架橋ポリエ
チレングリコール中のハロゲンと等モル量以上で
あればよいが、通常は1〜3倍(モル)を用い
る。 多孔質の架橋ポリビニルアルコールにハロアル
デヒドとアミンとを順次反応させる上記の方法に
代えて、アミンアセタールを反応させることによ
り一段階で陰イオン交換樹脂を製造することもで
きる。この反応も、ハロアセタール化と同じく、
酸を触媒とし、水を反応媒体として容易に行なう
ことができる。アミノアセタールとしては、2,
2−ジメトキシエチルアミン、2,2−ジエトキ
シエチルアミン、N−エチル−2,2−ジメトキ
シエチルアミン、N,N−ジメチル−2,2−ジ
メトキシエチルアミン、N−エチル−2,2−ジ
メトキシエチルアミン、、N,N−ジエチル−2,
2−ジメトキシエチルアミン、N,N−ジメチル
−2,2−ジエトキシエチルアミン等の1級ない
し3級のアミノ基を有するアミノアセタールまた
はN,N,N−トリメチル−2,2−ジメトキシ
エチルアンモニウム、N,N,N−トリエチル−
2,2−ジメトキシエチルアンモニウム、N,
N,N−トリメチル−2,2−ジエトキシエチル
アンモニウム等の4級アンモニウム基を有するア
ミノアセタールが通常用いられるが、上記以外の
アミンアセタールを用いるとも勿論できる。アミ
ノアセタールは反応媒体中で通常、10%以上、好
ましくは20〜70%濃度となるようにする。またそ
の使用量は架橋ポリビニルアルコールの水酸基1
モルに対して通常0.4モル以上、好ましくは0.9〜
1.8モルである。触媒の酸としては硫酸、塩酸等
の鉱酸のほか、p−トルエンスルホン酸等の有機
酸も用いることができる。酸は反応媒体中で通常
10-2規定以上、好ましくは10-1〜5規定となるよ
うに用いる。反応温度は通常40〜100℃、好まし
くは60〜80℃であり、反応時間は通常3時間以
上、好ましくは5〜15時間である。 本発明に係る陰イオン交換樹脂は、上述の如く
多孔質の架橋ポリビニルアルコールを原料とする
以外に、ポリビニルアルコールと架橋剤およびハ
ロアルデヒドの反応により一段階でハロアセター
ル化した多孔質の架橋ポリビニルアルコールと
し、これを前述の方法によりアミノ化することに
よつても製造することができる。この場合には、
架橋剤としてジアルデヒド類を用い、前述の架橋
ポリビニルアルコールの製造条件に準じた条件で
反応を行なうのが好ましい。また、この際、ハロ
アルデヒドに代えて前述のアミノアセタールを用
いると一段階で本発明に係る陰イオン交換樹脂を
製造することができる。 本発明に係る陰イオン交換樹脂は多孔質なの
で、反応速度が大きくかつ種々の物質に対する吸
着力が大きい。また、多孔質の架橋ポリビニルア
ルコールを骨格としているので、イオン交換容量
が大きく且つ膨潤度の小さい単官能樹脂を容易に
得ることができる。本発明に係る陰イオン交換樹
脂のうち実用上好ましいのは、膨潤度が5ml/g
以下でかつこの状態における交換容量が
0.4meq/ml以上のものである。特に好適な樹脂
は膨潤度が3.5ml/g以下でかつこの状態におけ
る交換容量が0.6meq/ml以上のものである。こ
のような樹脂はカラムに充填して使用するときに
圧力損失が少なく、かつカラムの交換容量大きい
利点がある。 次に実施例により本発明をさらに具体的に説明
するが、本発明はその要旨をこえない限り、以下
の実施例に限定されるものではない。 なお、本明細書において、比表面積、細孔容
積、交換容量および膨潤度の測定は下記に依つ
た。 比表面積および細孔容積の測定 苛性ソーダ水溶液で処理した樹脂を十分に水洗
したのち、水をアセトンで置換し、さらにアセト
ンをトルエンで置換する。この樹脂を10mmHgの
減圧乾燥器中30℃で24時間乾燥したものについ
て、下記により測定を行なう。 比表面積:カンターソルブ(湯浅電池(株)製)を用
い、窒素ガスの吸着を利用したB.E.T.法によ
り測定。 細孔容積:水銀圧入式ポロシメーター(カルロ・
エルバ(株)製)により測定。 交換容量、含水度及び膨潤度 苛性ソーダ水溶液で再生したのち脱塩水で十分
に洗浄したOH形樹脂を10mlのメスシリンダーに
入れ、底部を軽くたたきながら正確に10ml秤取す
る。この樹脂を遠心分離機で350Gで5分間脱水
したのち、その重量(a1g)を精秤する。次い
で、この樹脂を0.2規定の塩酸200ml中に入れ、室
温で24時間振盪する。この塩酸の20mlを0.1規定
の苛性ソーダ水溶液で滴定する。 別に上記と同様にして正確に10mlの樹脂を秤取
し、上記と同様にして脱水したのちその重量(a2
g)を精秤する。次いで、この樹脂を60℃、10mm
Hgの真空乾燥器中で24時間乾燥したのち、再び
重量(Cg)を精秤する。 含水度=a2−C/a2×100(%) 膨潤度=10/C(ml/g) 交換容量=(h0−h)×0.1×f×200/20/a1×C/a2 =(h0−h)×f×a2/a1×C(meq/g) ここに、h0及びhは、それぞれ樹脂を投入する
前及び投入した後の、滴定に要した苛性ソーダ水
溶液の量(ml)、fは苛性ソーダ水溶液のフアク
ターである。 実施例 1 A 多孔質架橋ポリビニルアルコール製造 冷却器と撹拌装置を取りつつけた300mlの丸
底フラスコに、水173ml、食塩20g、塩化カル
シウム・二水塩26g入れて溶解したのち、これ
にポリビニルアルコール(日本合成(株)製、商標
名ゴーセノールNL−05)20gを分散させた。
これを、96℃で30分間加熱して、ポリビニルア
ルコールを溶解したのち、20℃の水で30分間冷
却した。これに、25%グルタルアルデヒド水溶
液8ml、1規定塩酸20mlを加え、素早く撹拌し
たのち、次に述べるジクロルエタン中に分散さ
せた。 ジクロルエタンは、冷却器と撹拌装置を取り
つけた1のセパラブルフラスコ中に500mlと
り、セルロースアセテートブチレート(イース
トマンコダツク社製、商標CAB381−20)0.2
gをあらかじめ溶解しておく。ここへ、上述の
ポリビニルアルコール水溶液を分散した。室温
で1時間撹拌を行なつたのち、60℃で、3時間
半加熱して架橋反応を行なつた。 室温まで冷却したのち、ジクロルエタンを抜
き出し、10%食塩水500mlを加えた。冷却器を
とりはずし、85℃に加熱して、残存しているジ
クロルエタンを共沸により除去した。室温まで
冷却したのち、水洗して塩分を除去した。この
よううにして得られた架橋ポリビニルアルコー
ルの含水度は78%、比表面積は47m2/gであつ
た。 B 架橋ポリビニルアルコールのクロルアセター
ル化 冷却器と撹拌装置を取りつけた300mlの丸底
フラスコにAで製造した多孔質架橋ポリビニル
アルコール40g(乾燥重量で9g)をとり、ジ
オキサン55ml、40%クロルアセトアルデヒド水
溶液90g、1規定塩酸8mlを加え、撹拌しなが
ら、60℃で2.5時間、更に80℃で12時間加熱反
応を行なつた。室温まで冷却したのち、過
し、ジオキサン、水で洗浄を行なつた。得られ
たクロルアセタール化ポリビニルアルコール
は、乾燥重量で14g、収率89%であつた。ま
た、元素分析により求めた塩素含量は20%であ
つた。この樹脂の比表面積は20m2/gであつ
た。 C クロルアセタール化ポリビニルアルコールの
アミノ化 容量100mlの撹拌機付ガラスオートクレーブ
に、Bで製造したクロルアセタール化ポリビニ
ルアルコール18g(乾燥重量で14g)、ジオキ
サン15ml、50%ジメチルアミン水溶液31mlを入
れ、撹拌しながら40℃で4.5時間、80℃で25時
間加熱した。反応終了後、室温まで冷えたとこ
ろで過し、水洗した。次いでカラムに移し、
2規定塩酸、水、2規定水酸化ナトリウム、水
の順に十分に流し、遊離型のジメチルアミノア
セタール化された架橋ポリビニルアルコール
(弱塩基性陰イオン交換樹脂)を得た。得られ
た樹脂は、含水度51%、交換容量1.91meq/
g、膨潤度2.8ml/g、比表面積16.5m2/g、
細孔容積0.1ml/gであつた。 実施例 2 実施例1と同様にして製造したクロルアセター
ル化多質架橋ポリビニルアルコールを、トリメチ
ルアミンと反応させた。 容量100mlの撹拌機付ガラスオートクレーブに、
クロルアセタール化ポリビニルアルコール11g
(水分度50%)、ジオキサン24ml、30%トリメチル
アミン40ml入れ、撹拌しながら、60℃で3時間、
100℃で12時間反応を行なつた。反応の後処理は
実施例1と同様に行なつた。 得られた樹脂は、含水度87%、交換容量
1.17meq/g、比表面積32m2/g、細孔容積1.0
ml/gであつた。 実施例 3 実施例1と同様にして製造したクロルアセター
ル化多孔質架橋ポリビニルアルコールを、ジエタ
ノールアミンと反応させた。 容量100mlの撹拌機付ガラスオートクレーブに、
クロルアセタール化ポリビニルアルコール11g
(水分度50%)、ジオキサン19ml、水19ml、ジエタ
ノールアミン19mlを入れ、撹拌しながら、60℃で
3時間、100℃で12時間反応を行なつた。反応の
後処理は実施例1と同様に行なつた。 得られた樹脂は、含水度52%、交換容量
0.63meq/g、比表面積22m2/gであつた。 実施例 4 A クロルアセタール化多孔質架橋ポリビニルア
ルコール製造 冷却器と撹拌装置を取りつけた1の丸底フ
ラスコに、水360ml、食塩40gを入れて溶解し
たのちポリビニルアルコール(日本合成(株)製、
商標名ゴーセノールNL05)40gを分散させ
た。これを96℃で30分間加熱して、ポリビニル
アルコール溶解したのち、0℃で30分間冷却し
た。これに、25%グルタルアルデヒド水溶液16
ml、50%クロルアセトアルデヒド水溶液142g、
1N塩酸24mlを加え、すばやく撹拌したのち、
次に述べるジクロルエタン中に分散させた。 ジクロルエタンは、冷却器と撹拌装置を取つ
けた2のセパラブルフラスコ中に1とり、
セルロースアセテートブチレート(イーストマ
ンコダツク社製、商標CAB381−20)1gをあ
らかじめ溶解しておく。ここへ、上述のポリビ
ニルアルコール水溶液を分散した。室温で30分
間撹拌を行なつたのち、60℃で2.5時間、80℃
で11.5時間加熱して、架橋反応及びクロスアセ
タール化反応を行なつた。反応の後処理は実施
例1と同じように行なつた。 このようにして得られたクロルアセタール化
ポリビニルアルコール樹脂の収率は83%、含水
度336%、比表面積5.5m2/gであつた。また、
元素分析により求めた素含量は16%であつた。 B クロルアセタール化ポリビニルアルコールの
アミノ化 容量100mlの撹拌機付ガラスオートクレーブ
に、Aで製造したクロルアセタール化ポリビニ
ルアルコール13g、ジオキサン13ml、50%ジメ
チルアミン水溶液25mlを入れ、撹拌しながら、
40℃で4時間、80℃で13時間、加熱し反応し
た。反応の後処理は実施例1と同様に行なつ
た。 得られた樹脂は、含水度66%、交換容量
2.71meq/g、膨潤度4.3ml/g、比表面積4.0
m2/g、細孔容積0.03ml/gであつた。 実施例 5 実施例1Aと同様にして製造した多孔質架橋ポ
リビニルアルコールをジメチルアミノアセタール
塩酸塩(N,N−ジメチル−2,2−ジメトキシ
エチルアミン塩酸塩)と反応させ、弱塩基性陰イ
オン交換樹脂を得た。 冷却器と撹拌装置を取りつけた200mlの丸底フ
ラスコに、多孔質架橋ポリビニルアルコール7g
(乾燥重量)とジオキサン55mlを加え膨潤させた。
これに4規定のN,N−ジメチル−2,2−ジメ
トキシエチルアミン塩酸塩水溶液25mlと、1規定
塩酸8mlを加え、60℃で2時間、更に75℃で14時
間、反応を行なつた。反応の後処理は実施例1と
同様に行なつた。 得られた樹脂は、含水度81%、交換容量
1.14meq/g、比表面積1.0m2/gであつた。 実施例 6 実施例1Aと同様にして製造した多孔質架橋ポ
リビニルアルコールをトリメチルアンモニウムア
セタール塩酸塩(N,N,N−トリメチル−2,
2−ジエトキシエチルアンモニムクロライド)と
反応させ、強塩基性陰イオン交換樹脂を得た。 冷却器と撹拌装置を取りつけた200mlの丸底フ
ラスコに、水35ml、無水硫酸ナトリウム20g、濃
硫酸10mlを加えた。希釈熱がおさまり、室温まで
冷えたのち、多孔質架橋ポリビニルアルコール26
g(含水度81%)、2規定N,N,N−トリメチ
ル−2,2−ジエトキシエチルアンモニウムクロ
ライド水溶液34mlを加え、80℃で7時間、90℃で
4時間、反応を行なつた。反応の後処理は実施例
1と同様に行なつた。 得られた樹脂は、含水度90%、交換容量
1.50meq/g、比表面積3m2/gであつた。 実施例 7 冷却器と撹拌装置を取りつけた200mlの丸底フ
ラスコに、水60mlおよび食塩5gを加えた。これ
にポリビニルアルコール(日本合成(株)製、商品名
ゴーセノールNL−05)10gを分散させたのち、
96℃で30分間加熱して均一溶液とした。20℃まで
冷却したのち、2規定N,N,N−トリメチル−
2,2−ジエトキシエチルアンモニウムクロライ
ド水溶液34ml、食塩5g、水15ml、25%グルタル
アルデヒド4mlの混合溶液を加えた。1規定塩酸
1mlを加え、十分に撹拌たのち、次に述べるクロ
ルベンゼン中に分散させた。 冷却器と撹拌装置を取り付けた500mlのセパラ
ブルフラスコに、クロルベンゼン250mlとセルロ
ースアセテートブチレート(イーストマンコダツ
ク社製商標CAB381−20)0.2gを加えておく。
これに上述のポリビニルアルコール水溶液を分散
させた。室温で1時間撹拌を行なつたのち、60℃
で2時間半、反応させた。この時点でゲル化は完
了していた。これにクロルスルホン酸2.8mlのジ
クロルエタン50ml溶液を滴下したのち昇温し、80
℃で5時間、90℃で4時間、反応を行なつた。 反応終了後、反応液を室温まで冷却し、過し
た。得られた強塩基性陰イオン交換樹脂は、アセ
トンで洗浄してクロルベンゼンを除いたのち、水
洗した。カラムに移して、更に、水、2規定塩
酸、水の順で洗浄したのち、2規定水酸化ナトリ
ウム水溶液を用いて遊離形にし、物性測定を行な
つた。 得られた樹脂は含水度91%、交換容量
1.43meq/g、比表面積7m2/gであつた。
[Formula] (In the formula, R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group or a hydroxyalkyl group, R 2 , R 3 and R 4 represent an alkyl group or a hydroxyalkyl group, and Y represents an alkylene group.) It has a structure characterized by at least one of a specific surface area of 0.5 m 2 /g or more and a pore volume of 0.1 ml/g or more. In addition, the present invention provides for reacting an aminoaldehyde or its acetal with porous crosslinked polyvinyl alcohol characterized by at least one of a specific surface area of 0.5 m 2 /g or more and a pore volume of 0.1 ml/g or more, or Alternatively, the present invention provides a method for producing a porous anion exchange resin by reacting haloaldehyde or its acetal and then reacting with an amine. Furthermore, the present invention involves suspension polymerization of an aqueous salt solution containing polyvinyl alcohol, a crosslinking agent, and an acetal of an aminoaldehyde or an acetal of a haloaldehyde (if an acetal of a haloaldehyde is used, then reacting with an amine) to form a porous material. A method of manufacturing an anion exchange resin is provided. To explain the present invention in detail, the porous anion exchange resin according to the present invention has a structure in which aminoaldehyde is acetal bonded to porous crosslinked polyvinyl alcohol, and its porosity is 0.5.
It is characterized by at least one of a specific surface area of m 2 /g or more and a pore volume of 0.1 ml/g or more. Preferably, the porous anion exchange resin according to the invention is characterized by both a specific surface area of 0.5 m 2 /g or more, in particular 5 m 2 /g or more, and a pore volume of 0.1 ml/g or more. The porous anion exchange resin according to the present invention uses porous crosslinked polyvinyl alcohol as a raw material, reacts it with amino acetal, or reacts it with haloaldehyde or its acetal,
It can then be easily produced by amination with an amine. Porous crosslinked polyvinyl alcohol is produced by reacting polyvinyl alcohol and a crosslinking agent in water in which a salt is dissolved or suspended. Preferably,
An aqueous solution or aqueous suspension containing a salt, polyvinyl alcohol, and a crosslinking agent is dispersed in an oil-based dispersion medium, and a reaction is carried out in a suspended state to produce spherical crosslinked polyvinyl alcohol. As the salt, both water-soluble salts and insoluble salts can be used. As water-soluble salts, usually used are chlorides such as sodium chloride, potassium chloride, and calcium chloride, nitrates such as sodium nitrate, potassium nitrate, and calcium nitrate, sulfates such as magnesium sulfate, and phosphates such as sodium phosphate. These water-soluble salts are thought to have the effect of precipitating the polyvinyl alcohol from the reaction medium through a salting-out effect when the molecular weight of the polyvinyl alcohol reacts with the crosslinking agent. The formation of a precipitate is estimated from the fact that the reaction medium turns cloudy shortly after the start of the reaction). Therefore, it is necessary to use these water-soluble salts at a concentration sufficient to exhibit the above-mentioned salting-out effect. The concentration varies depending on the type of salt, and is preferably 5 to 12% for sodium chloride, but 20% or more for calcium chloride.
Generally speaking, salt concentrations used range from 1 to 40%. As water-insoluble salts, sulfates such as calcium nitrate, barium nitrate, and lead nitrate are usually used. The amount used is usually 5 to 70 g, preferably 20 to 60 g, per 100 g of polyvinyl alcohol aqueous solution.
It is g. These insoluble salts, unlike the water-soluble salts mentioned above, are included in the crosslinked polyvinyl alcohol during the crosslinking reaction. When these insoluble salts are then extracted from the resulting crosslinked product with an aqueous acid solution, the residue remains in the crosslinked product in the form of pores. Therefore, it is preferable to use as fine an insoluble salt as possible. Polyvinyl alcohol has a degree of polymerization of several dozen to
The saponification degree is several thousand, preferably 200 to 2000, and the degree of saponification is 50 mol or more, preferably 85 mol% or more. Polyvinyl alcohol is dissolved in water to a concentration of 2 to 30%, preferably 5 to 15%, and used for the crosslinking reaction. Examples of crosslinking agents include dialdehydes such as glyoxal, glutaraldehyde, and terephthalaldehyde; diepoxy compounds such as 1,2-3,4-diepoxybutane; bisepoxypropyl ether, ethylene glycol bisepoxypropyl ether, 1,4- Glycidyl ethers such as butanediol bisepoxypropyl ether; epihalohydrins such as epichlorohydrin and epibromohydrin; and those capable of forming a crosslinking moiety having two or more carbon atoms between polyvinyl alcohol molecules are used. The crosslinking agent is usually used in an amount of 0.01 to 0.15 mol per mol of hydroxyl group of polyvinyl alcohol. The preferred amount of the crosslinking agent used is 0.02 to 0.1 mole per mole of hydroxyl group of polyvinyl alcohol. If the amount of crosslinking agent is large, only a resin with a small exchange capacity can be obtained in the end. Moreover, when the amount of crosslinking agent is small, the degree of swelling of the resulting resin becomes large. The crosslinking reaction is preferably carried out by dissolving or suspending a salt in an aqueous polyvinyl alcohol solution, adding a crosslinking agent thereto, and suspending the mixture in an oily dispersion medium. The dispersion medium usually includes aromatic hydrocarbons and their halogen derivatives such as toluene, benzene, chlorobenzene, and dichlorobenzene; aliphatic hydrocarbons such as n-heptane, n-hexane, liquid paraffin, cyclohexane, dichloromethane, and dichloroethane; Alicyclic hydrocarbons and their halogen derivatives are used. These dispersion measures are usually used alone, but two or more types may be used in combination. The amount of the dispersion solution used is at least 2 (volume) times, preferably 3 to 6 (volume) times that of the polyvinyl alcohol aqueous solution. In addition, the dispersion medium contains dispersion stabilizers such as oil-soluble cellulose such as ethyl cellulose, cellulose acetate butyrate, and ethyl hydroxyethyl cellulose, and oil-soluble dispersion stabilizers such as gum arabic, sorbitan sesquioleate, sorbitan monooleate, and sorbitan monostearate. It is preferable to add an agent. The amount is usually 0.05~ for diversification strategies
10%, preferably 0.1-5%. The crosslinking reaction is carried out at 0°C to 100°C, preferably
It is carried out at 20°C to 80°C for 1 hour to 20 hours, preferably 2 hours to 8 hours. During the crosslinking reaction, an acid such as hydrochloric acid or nitric acid or an alkali such as sodium hydroxide or potassium hydroxide is used as necessary. The crosslinked polyvinyl alcohol thus obtained is separated from the dispersion medium by sieving. Next, it is washed with a hydrophilic organic solvent such as acetone, and then with water, and used for the next acetalization reaction. When a water-soluble salt is dissolved in an aqueous polyvinyl alcohol solution during the crosslinking reaction, the amount of crosslinked polyvinyl alcohol used for acetalization is 0.5 m 2 /
It is necessary to have a specific surface area of at least 55 m 2 /g, preferably at least 55 m 2 /g. This specific surface area can be easily changed by adjusting the degree of salting-out effect of the salt. When an insoluble salt is suspended in an aqueous polyvinyl alcohol solution during the crosslinking reaction, the insoluble salt may be extracted from the crosslinked polyvinyl alcohol with hydrochloric acid or the like and then subjected to the next acetalization reaction. The acetalization reaction may be carried out as is, and then insoluble salts may be removed from the acetalized product using hydrochloric acid or the like. In either case, the crosslinked polyvinyl alcohol must have a pore volume of 0.1 ml/g or more when the insoluble salt contained therein is extracted and removed. The pore volume can be easily varied by adjusting the suspension concentration of the insoluble salt. In addition, as crosslinked polyvinyl alcohol,
As long as it has a specific surface area of 0.5 m 2 /g or more, preferably 5 m 2 /g or more and/or a pore volume of 0.1 ml/g or more, it can be used in the following acetalization even if it is obtained by a method other than the above. Can be used for reactions. The porous crosslinked polyvinyl alcohol thus obtained is then reacted with haloaldehyde or its acetal to form a haloacetal of crosslinked polyvinyl alcohol. Examples of the haloaldehyde include chloracetaldehyde, bromoacetaldehyde, α-chloropropionaldehyde, α-bromopropionaldehyde, β-
Any haloaliphatic aldehyde represented by the general formula: can. Moreover, these haloaldehydes can also be subjected to a reaction as an acetal with methanol, ethanol, or other alcohol. The reaction between crosslinked polyvinyl alcohol and haloaldehyde or its aldehyde is carried out using an acid as a catalyst. Water is usually used as the reaction medium, but an organic solvent can also be used if desired. A mixed solvent of water and a hydrophilic organic solvent such as dioxane or dimethylformamide is generally advantageous in terms of reaction progress. When water is used as a reaction medium, the crosslinked polyvinyl alcohol shrinks and the specific surface area of the finally obtained anion exchange resin tends to decrease, but when a mixed solvent such as water and dioxane is used, the specific surface area decreases little. The reaction temperature is 40-100℃, preferably 60-90℃
C. for 2 to 30 hours, preferably 5 to 15 hours. The haloaldehyde or its acetal is usually used in an amount of 0.4 mole or more, preferably 0.9 to 3 moles, per mole of hydroxyl group in the crosslinked polyvinyl alcohol. The concentration of haloaldehyde or its acetal in the reaction medium is usually 5-60%, preferably
It is 10-40%. As the acid, in addition to mineral acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid, organic acids such as p-toluenesulfonic acid can also be used. The acid is generally used in a reaction medium such that the concentration is 10 -2 normal or more, preferably 10 -1 to 1 normal. The haloacetalized crosslinked polyvinyl alcohol is then reacted with an amine to form an anion exchange resin. This reaction is also generally carried out using water as a solvent. Further, if a solvent that swells the haloacetalized crosslinked polyvinyl alcohol, such as dioxane or dimethylformamide, is used, the reaction tends to proceed. The reaction is carried out at 30-150°C, preferably 50-100°C for 3-30 hours, preferably 5-15
Time is done. The amines generally include primary amines such as methylamine, ethylamine, ethanolamine, and propanolamine, secondary amines such as dimethylamine, diethylamine, diethanolamine, and dipropanolamine, and trimethylamine, triethylamine, triethanolamine, and dimethylethanolamine. Although tertiary amines are used, other amines can also be used. Amine is 10% as an aqueous solution in the reaction medium
It is preferable to use the concentration above. The amount of amine to be used may be at least the equimolar amount of the halogen in the haloacetalized crosslinked polyethylene glycol, but usually 1 to 3 times (mole) is used. Instead of the above method in which porous crosslinked polyvinyl alcohol is reacted with a haloaldehyde and an amine in sequence, an anion exchange resin can also be produced in one step by reacting an amine acetal. This reaction, like haloacetalization,
This can be easily carried out using an acid as a catalyst and water as a reaction medium. As aminoacetals, 2,
2-dimethoxyethylamine, 2,2-diethoxyethylamine, N-ethyl-2,2-dimethoxyethylamine, N,N-dimethyl-2,2-dimethoxyethylamine, N-ethyl-2,2-dimethoxyethylamine, N , N-diethyl-2,
Aminoacetal having a primary to tertiary amino group such as 2-dimethoxyethylamine, N,N-dimethyl-2,2-diethoxyethylamine, or N,N,N-trimethyl-2,2-dimethoxyethylammonium, N ,N,N-triethyl-
2,2-dimethoxyethylammonium, N,
Aminoacetals having a quaternary ammonium group such as N,N-trimethyl-2,2-diethoxyethylammonium are usually used, but it is of course possible to use amine acetals other than those mentioned above. The aminoacetal is usually present in a concentration of 10% or more, preferably 20-70% in the reaction medium. The amount used is 1 hydroxyl group of cross-linked polyvinyl alcohol.
Usually 0.4 mol or more, preferably 0.9 to 0.9 mol
It is 1.8 mol. As the catalytic acid, in addition to mineral acids such as sulfuric acid and hydrochloric acid, organic acids such as p-toluenesulfonic acid can also be used. The acid is usually in the reaction medium
It is used so that it is 10 -2 normal or more, preferably 10 -1 to 5 normal. The reaction temperature is usually 40 to 100°C, preferably 60 to 80°C, and the reaction time is usually 3 hours or more, preferably 5 to 15 hours. In addition to using porous crosslinked polyvinyl alcohol as a raw material as described above, the anion exchange resin according to the present invention is also made from porous crosslinked polyvinyl alcohol that has been converted into a haloacetal in one step by the reaction of polyvinyl alcohol, a crosslinking agent, and haloaldehyde. It can also be produced by aminating it by the method described above. In this case,
It is preferable to use a dialdehyde as a crosslinking agent and conduct the reaction under conditions similar to those for producing crosslinked polyvinyl alcohol described above. Moreover, in this case, if the above-mentioned aminoacetal is used in place of the haloaldehyde, the anion exchange resin according to the present invention can be produced in one step. Since the anion exchange resin according to the present invention is porous, the reaction rate is high and the adsorption power for various substances is high. Moreover, since the skeleton is porous crosslinked polyvinyl alcohol, a monofunctional resin having a large ion exchange capacity and a low degree of swelling can be easily obtained. Among the anion exchange resins according to the present invention, a practically preferred one has a swelling degree of 5 ml/g.
The exchange capacity under this condition is
It is 0.4meq/ml or more. Particularly suitable resins have a swelling degree of 3.5 ml/g or less and an exchange capacity in this state of 0.6 meq/ml or more. Such a resin has the advantage of low pressure loss and large exchange capacity of the column when used in a column. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples unless it exceeds the gist thereof. In this specification, the specific surface area, pore volume, exchange capacity, and degree of swelling were measured as follows. Measurement of specific surface area and pore volume After thoroughly washing the resin treated with an aqueous caustic soda solution with water, the water is replaced with acetone, and the acetone is further replaced with toluene. This resin was dried at 30° C. for 24 hours in a vacuum dryer at 10 mmHg, and the following measurements were performed. Specific surface area: Measured using Cantersolve (manufactured by Yuasa Battery Co., Ltd.) using the BET method that utilizes nitrogen gas adsorption. Pore volume: Mercury intrusion porosimeter (Carlo
Measured by Elva Co., Ltd.). Exchange capacity, water content and swelling degree: Place the OH type resin, which has been regenerated with aqueous caustic soda solution and thoroughly washed with demineralized water, into a 10 ml measuring cylinder, and accurately weigh out 10 ml by tapping the bottom. This resin was dehydrated using a centrifuge at 350G for 5 minutes, and then its weight (a 1 g) was accurately weighed. This resin is then placed in 200 ml of 0.2N hydrochloric acid and shaken at room temperature for 24 hours. Titrate 20 ml of this hydrochloric acid with a 0.1N aqueous solution of caustic soda. Separately, weigh out exactly 10 ml of resin in the same manner as above, dehydrate it in the same manner as above, and then calculate its weight (a 2
g) Accurately weigh. Next, this resin was heated to 10mm at 60℃.
After drying in a Hg vacuum dryer for 24 hours, the weight (Cg) is accurately weighed again. Water content = a 2 - C/a 2 × 100 (%) Swelling degree = 10/C (ml/g) Exchange capacity = (h 0 - h) × 0.1 × f × 200/20/a 1 × C/a 2 = (h 0 - h) x f x a 2 / a 1 x C (meq/g) where h 0 and h are the caustic soda aqueous solution required for titration before and after adding the resin, respectively. The amount (ml), f is the factor of the caustic soda aqueous solution. Example 1 A Production of porous cross-linked polyvinyl alcohol In a 300 ml round bottom flask equipped with a condenser and a stirrer, 173 ml of water, 20 g of common salt, and 26 g of calcium chloride dihydrate were dissolved, and then polyvinyl alcohol ( 20 g of Gohsenol NL-05 (trade name, manufactured by Nippon Gosei Co., Ltd.) was dispersed.
This was heated at 96°C for 30 minutes to dissolve the polyvinyl alcohol, and then cooled with 20°C water for 30 minutes. To this were added 8 ml of 25% glutaraldehyde aqueous solution and 20 ml of 1N hydrochloric acid, and after stirring quickly, the mixture was dispersed in dichloroethane as described below. 500 ml of dichloroethane was placed in a separable flask equipped with a condenser and a stirrer, and 0.2 ml of cellulose acetate butyrate (manufactured by Eastman Kodak Co., Ltd., trademark CAB381-20) was added.
Dissolve g in advance. The above-mentioned aqueous polyvinyl alcohol solution was dispersed therein. After stirring at room temperature for 1 hour, the mixture was heated at 60° C. for 3.5 hours to carry out a crosslinking reaction. After cooling to room temperature, dichloroethane was extracted and 500 ml of 10% saline was added. The condenser was removed and the mixture was heated to 85°C to azeotropically remove remaining dichloroethane. After cooling to room temperature, it was washed with water to remove salt. The crosslinked polyvinyl alcohol thus obtained had a water content of 78% and a specific surface area of 47 m 2 /g. B Chloracetalization of cross-linked polyvinyl alcohol Add 40 g (9 g dry weight) of the porous cross-linked polyvinyl alcohol produced in A to a 300 ml round bottom flask equipped with a condenser and stirrer, add 55 ml dioxane, and 90 g 40% chloroacetaldehyde aqueous solution. , 8 ml of 1N hydrochloric acid was added thereto, and the mixture was heated at 60°C for 2.5 hours and then at 80°C for 12 hours while stirring. After cooling to room temperature, it was filtered and washed with dioxane and water. The obtained chloroacetalized polyvinyl alcohol had a dry weight of 14 g and a yield of 89%. Further, the chlorine content determined by elemental analysis was 20%. The specific surface area of this resin was 20 m 2 /g. C. Amination of chloroacetalized polyvinyl alcohol In a glass autoclave with a capacity of 100 ml and equipped with a stirrer, put 18 g of the chloroacetalized polyvinyl alcohol produced in B (14 g in dry weight), 15 ml of dioxane, and 31 ml of 50% dimethylamine aqueous solution, and stir. The mixture was heated at 40°C for 4.5 hours and at 80°C for 25 hours. After the reaction was completed, it was filtered after cooling to room temperature and washed with water. Then transfer to a column,
2N hydrochloric acid, water, 2N sodium hydroxide, and water were sufficiently poured in this order to obtain free dimethylaminoacetalized crosslinked polyvinyl alcohol (weakly basic anion exchange resin). The obtained resin has a water content of 51% and an exchange capacity of 1.91meq/
g, swelling degree 2.8ml/g, specific surface area 16.5m 2 /g,
The pore volume was 0.1 ml/g. Example 2 Chloracetalized multi-crosslinked polyvinyl alcohol produced in the same manner as in Example 1 was reacted with trimethylamine. In a glass autoclave with a 100ml capacity stirrer,
Chloracetalized polyvinyl alcohol 11g
(moisture content: 50%), 24 ml of dioxane, and 40 ml of 30% trimethylamine, and heated at 60℃ for 3 hours while stirring.
The reaction was carried out at 100°C for 12 hours. Post-treatment of the reaction was carried out in the same manner as in Example 1. The resulting resin has a water content of 87% and an exchange capacity
1.17meq/g, specific surface area 32m 2 /g, pore volume 1.0
It was ml/g. Example 3 Chloracetalized porous crosslinked polyvinyl alcohol produced in the same manner as in Example 1 was reacted with diethanolamine. In a glass autoclave with a 100ml capacity stirrer,
Chloracetalized polyvinyl alcohol 11g
(moisture content: 50%), dioxane (19 ml), water (19 ml), and diethanolamine (19 ml) were added, and the reaction was carried out at 60°C for 3 hours and at 100°C for 12 hours while stirring. Post-treatment of the reaction was carried out in the same manner as in Example 1. The resulting resin has a moisture content of 52% and an exchange capacity
It had a specific surface area of 0.63 meq/g and a specific surface area of 22 m 2 /g. Example 4 A Production of chloroacetalized porous cross-linked polyvinyl alcohol 360 ml of water and 40 g of common salt were put into a round bottom flask (No. 1) equipped with a cooler and a stirrer and dissolved, and then polyvinyl alcohol (manufactured by Nippon Gosei Co., Ltd.,
40 g of Gohsenol NL05 (trade name) was dispersed. This was heated at 96°C for 30 minutes to dissolve the polyvinyl alcohol, and then cooled at 0°C for 30 minutes. To this, 25% glutaraldehyde aqueous solution 16
ml, 50% chloroacetaldehyde aqueous solution 142g,
After adding 24ml of 1N hydrochloric acid and stirring quickly,
It was dispersed in dichloroethane as described below. One dichloroethane was placed in two separable flasks equipped with a condenser and a stirrer,
1 g of cellulose acetate butyrate (manufactured by Eastman Kodak Co., Ltd., trademark CAB381-20) is dissolved in advance. The above-mentioned aqueous polyvinyl alcohol solution was dispersed therein. Stir at room temperature for 30 minutes, then at 60°C for 2.5 hours at 80°C.
The mixture was heated for 11.5 hours to carry out a cross-linking reaction and a cross-acetalization reaction. Post-treatment of the reaction was carried out in the same manner as in Example 1. The yield of the chloroacetalized polyvinyl alcohol resin thus obtained was 83%, the water content was 336%, and the specific surface area was 5.5 m 2 /g. Also,
The elementary content determined by elemental analysis was 16%. B. Amination of chloroacetalized polyvinyl alcohol In a 100ml glass autoclave equipped with a stirrer, put 13g of chloroacetalized polyvinyl alcohol produced in A, 13ml of dioxane, and 25ml of 50% dimethylamine aqueous solution, and while stirring,
The mixture was heated and reacted at 40°C for 4 hours and at 80°C for 13 hours. Post-treatment of the reaction was carried out in the same manner as in Example 1. The resulting resin has a moisture content of 66% and an exchange capacity
2.71meq/g, swelling degree 4.3ml/g, specific surface area 4.0
m 2 /g, and pore volume was 0.03 ml/g. Example 5 Porous crosslinked polyvinyl alcohol produced in the same manner as in Example 1A was reacted with dimethylaminoacetal hydrochloride (N,N-dimethyl-2,2-dimethoxyethylamine hydrochloride) to form a weakly basic anion exchange resin. I got it. 7 g of porous cross-linked polyvinyl alcohol in a 200 ml round bottom flask equipped with a condenser and stirrer.
(dry weight) and 55 ml of dioxane were added to swell.
To this were added 25 ml of 4N aqueous N,N-dimethyl-2,2-dimethoxyethylamine hydrochloride solution and 8 ml of 1N hydrochloric acid, and the reaction was carried out at 60°C for 2 hours and then at 75°C for 14 hours. Post-treatment of the reaction was carried out in the same manner as in Example 1. The resulting resin has a moisture content of 81% and an exchange capacity
It had a specific surface area of 1.14 meq/g and a specific surface area of 1.0 m 2 /g. Example 6 Porous crosslinked polyvinyl alcohol produced in the same manner as in Example 1A was mixed with trimethylammonium acetal hydrochloride (N,N,N-trimethyl-2,
2-diethoxyethylammonium chloride) to obtain a strongly basic anion exchange resin. To a 200 ml round bottom flask equipped with a condenser and stirrer were added 35 ml of water, 20 g of anhydrous sodium sulfate, and 10 ml of concentrated sulfuric acid. After the heat of dilution subsides and cools down to room temperature, porous cross-linked polyvinyl alcohol 26
(water content: 81%) and 34 ml of 2N N,N,N-trimethyl-2,2-diethoxyethylammonium chloride aqueous solution were added thereto, and the reaction was carried out at 80°C for 7 hours and at 90°C for 4 hours. Post-treatment of the reaction was carried out in the same manner as in Example 1. The resulting resin has a water content of 90% and an exchange capacity
It had a specific surface area of 1.50 meq/g and a specific surface area of 3 m 2 /g. Example 7 60 ml of water and 5 g of common salt were added to a 200 ml round bottom flask equipped with a condenser and stirrer. After dispersing 10 g of polyvinyl alcohol (manufactured by Nippon Gosei Co., Ltd., trade name Gohsenol NL-05) in this,
A homogeneous solution was obtained by heating at 96°C for 30 minutes. After cooling to 20℃, 2N N,N,N-trimethyl-
A mixed solution of 34 ml of 2,2-diethoxyethylammonium chloride aqueous solution, 5 g of common salt, 15 ml of water, and 4 ml of 25% glutaraldehyde was added. After adding 1 ml of 1N hydrochloric acid and stirring thoroughly, the mixture was dispersed in chlorobenzene as described below. Add 250 ml of chlorobenzene and 0.2 g of cellulose acetate butyrate (trademark CAB381-20, manufactured by Eastman Kodak) to a 500 ml separable flask equipped with a condenser and a stirring device.
The above polyvinyl alcohol aqueous solution was dispersed in this. After stirring at room temperature for 1 hour, the temperature was increased to 60°C.
The mixture was allowed to react for two and a half hours. At this point, gelation was complete. A solution of 2.8 ml of chlorosulfonic acid in 50 ml of dichloroethane was added dropwise to this, and the temperature was raised to 80 ml.
The reaction was carried out at 90°C for 5 hours and at 90°C for 4 hours. After the reaction was completed, the reaction solution was cooled to room temperature and filtered. The obtained strongly basic anion exchange resin was washed with acetone to remove chlorobenzene, and then washed with water. After transferring to a column and washing with water, 2N hydrochloric acid, and water in this order, it was made into a free form using a 2N aqueous sodium hydroxide solution, and physical properties were measured. The resulting resin has a water content of 91% and an exchange capacity
The specific surface area was 1.43 meq/g and 7 m 2 /g.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 交換基が実質的に 【式】または 【式】 (式中、R1は水素原子、アルキル基またはヒド
ロキシアルキル基を示し、R2、R3、R4はアルキ
ル基またはヒドロキシアルキル基を示し、Yはア
ルキレン基を示す。) で表わされる構造を有し、0.5m2/g以上の比表
面積および0.1ml/g以上の細孔容積の少くとも
一方で特徴づけられる多孔質陰イオン交換樹脂。 2 0.5m2/g以上の比表面積および0.1ml/g以
上の細孔容積の少くとも一方で特徴づけられる多
孔質架橋ポリビニルアルコールと、一般式 X−Y−CHO (式中、Xはハロゲン原子を示し、Yはアルキレ
ン基を示す) で表わされるハロゲン化アルデヒドないしはその
アセタールとを、酸の存在下に反応させて多孔質
架橋ポリビニルアルコールのハロアセタール化物
を得、次いでこれにアミンを反応させることを特
徴とする多孔質陰イオン交換樹脂の製造法。 3 線状ポリビニルアルコール、架橋剤および一
般式 X−Y−CHO (式中、Xはハロゲン原子を示し、Yはアルキレ
ン基を示す) で表わされるハロゲン化アルデヒドを含む塩水溶
液を懸濁状態下で架橋反応させ、0.5m2/g以上
の比表面積および0.1ml/g以上の細孔容積の少
くとも一方で特徴づけられる多孔質架橋ポリビニ
ルアルコールのハロアセタール化物を得、次いで
これにアミンを反応させることを特徴とする多孔
質陰イオン交換樹脂の製造法。 4 0.5m2/g以上の比表面積および0.1ml/g以
上の細孔容積の少くとも一方で特徴づけられる多
孔質架橋ポリビニルアルコールと、下記一般式 【式】または【式】 (式中、R1は水素原子またはアルキル基を示し、
R2、R3、R4はアルキル基を示し、Yはアルキレ
ン基を示す) で表わされるアミノアルデヒドのアセタールとを
酸の存在下に反応させることを特徴とする多孔質
陰イオン交換樹脂の製造法。 5 線状ポリビニルアルコール、架橋剤および一
般式 【式】または【式】 (式中、R1は水素原子またはアルキル基を示し
R2、R3、R4はアルキル基を示し、Yはアルキレ
ン基を示す) で表わされるアミノアルデヒドのアセタールを含
む塩水溶液を懸濁状態下で架橋反応させることを
特徴とする0.5m2/g以上の比表面積および0.1
ml/g以上の細孔容積の少くとも一方で特徴づけ
られる多孔質陰イオン交換樹脂の製造法。
[Scope of Claims] 1 The exchange group is substantially [Formula] or [Formula] (wherein R 1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, or a hydroxyalkyl group, and R 2 , R 3 , and R 4 represent an alkyl group or a hydroxyalkyl group, and Y represents an alkylene group), and is characterized by at least one of a specific surface area of 0.5 m 2 /g or more and a pore volume of 0.1 ml / g or more. Porous anion exchange resin. 2 Porous crosslinked polyvinyl alcohol characterized by at least one of a specific surface area of 0.5 m 2 /g or more and a pore volume of 0.1 ml / g or more, and a porous crosslinked polyvinyl alcohol having the general formula X-Y-CHO (wherein, X is a halogen atom). and Y represents an alkylene group) with a halogenated aldehyde or its acetal in the presence of an acid to obtain a haloacetal of porous crosslinked polyvinyl alcohol, and then reacting this with an amine. A method for producing a porous anion exchange resin characterized by: 3. An aqueous salt solution containing linear polyvinyl alcohol, a crosslinking agent, and a halogenated aldehyde represented by the general formula X-Y-CHO (wherein, X represents a halogen atom and Y represents an alkylene group) was suspended in A crosslinking reaction is carried out to obtain a porous crosslinked polyvinyl alcohol haloacetal product characterized by at least one of a specific surface area of 0.5 m 2 /g or more and a pore volume of 0.1 ml / g or more, and then this is reacted with an amine. A method for producing a porous anion exchange resin, characterized by: 4 Porous crosslinked polyvinyl alcohol characterized by at least one of a specific surface area of 0.5 m 2 /g or more and a pore volume of 0.1 ml / g or more, and the following general formula [Formula] or [Formula] (in the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group,
Production of a porous anion exchange resin characterized by reacting an acetal of an aminoaldehyde represented by (R 2 , R 3 , R 4 represent an alkyl group, and Y represents an alkylene group) in the presence of an acid. Law. 5 Linear polyvinyl alcohol, crosslinking agent and general formula [Formula] or [Formula] (wherein R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group
R 2 , R 3 , R 4 represent an alkyl group, and Y represents an alkylene group . Specific surface area greater than g and 0.1
A method for producing a porous anion exchange resin characterized by at least one having a pore volume of ml/g or more.
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