JPH0328442B2 - - Google Patents

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JPH0328442B2
JPH0328442B2 JP936083A JP936083A JPH0328442B2 JP H0328442 B2 JPH0328442 B2 JP H0328442B2 JP 936083 A JP936083 A JP 936083A JP 936083 A JP936083 A JP 936083A JP H0328442 B2 JPH0328442 B2 JP H0328442B2
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JP
Japan
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formula
copolymer
cationic
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following general
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JP936083A
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Japanese (ja)
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JPS59135202A (en
Inventor
Tomohiko Nomura
Yasuo Taniguchi
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Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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Publication date
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Priority to JP936083A priority Critical patent/JPS59135202A/en
Publication of JPS59135202A publication Critical patent/JPS59135202A/en
Publication of JPH0328442B2 publication Critical patent/JPH0328442B2/ja
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリビニルアルコール(以下、
PVAと略記する)鎖中に、カチオン性基を導入
したカチオン性共重合体の製造方法に関する。 〔従来技術〕 近年カチオン性共重合体は、高分子凝集剤、紙
力増強剤等の製紙用薬剤、経糸サイジング用糊
剤、帯電防止剤、繊維染色性改良剤、防菌剤、防
カビ剤、イオン交換樹脂の原料ベースとして注目
されている。 PVAは、古くから紙の表面サイジングや繊維
の経糸サイジング等ではその強度の向上に利用さ
れてきたが、最近は、内添方式による紙力、サイ
ズ性、水性及びてん科歩留向上等の期待がにわ
かに高まつてきた。 このような期待にもかかわらず、カチオン化ポ
リビニルアルコールが、いまだに実用化されてい
ないのは、PVAに対するカチオン基の導入が困
難であることにほかならない。 PVAのカチオン基の導入法としては、下記の
ものが従来法として開示されている。 A 重合体を後変性する方法 (イ) 特公昭30−5563号公報、高分子論文集、
34、843(1977)に示されているPVAのアミ
ノアセタール化によるアミノ基の導入。 (ロ) 特公昭57−34842号公報にはグリシジルト
リメチルアンモニウムクロライドをアルカリ
触媒の存在下でPVAと反応させ、第4級ア
ンモニウム塩を含むカチオン性PVAの製造
法が示されている。また同様にグリシジル基
を開環させた3−クロロ−2−ヒドロキシプ
ロピルトリメチルアンモニウムクロライドと
PVAとを反応させた報告もある。 (ハ) 日本化学会誌、1975年(11)P.1955〜2000
ではPVAにエピクロロヒドリンを反応させ、
更にポリエチレンポリアミンを反応させてカ
チオン化PVAを得ている。 B 共重合による方法 (イ) 高分子化学、、467(1951)に報告されて
いる方法では酢酸ビニルとビニルピリジンと
の共重合体をけん化してPVAを得ている。 (ロ) 特開昭56−14504号、特開昭56−88413号、
特開昭56−118997号各公報においてアミノア
ルキル(メタ)アクリルアミド、アミノアル
キル(メタ)アクリレート(又はその第4級
アンモニウム塩)と酢酸ビニルとの共重合体
をけん化してカチオン化PVAを得る方法が
開示されている。 しかしながらA法の後変性によりカチオン基を
導入する製造方法は、小規模実験では可能である
が、工業的に製造しようとすると以下に挙げる各
種の問題点が生じる。 (1) 均一に反応を行うためには、PVAの溶解工
程が必要となる。 (2) 一定の変性度のものを製造することが一般に
困難である。 (3) しばしば架橋反応を伴い、高分子化合物がゲ
ル化しやすい。 その点B法の共重合による方法では上記の欠点
を克服してコスト的にも十分工業化は可能である
が、 (1) ビニルピリジンと酢酸ビニルとの共重合速度
が極めて遅い (2) アミノアルキル(メタ)アクリルアミドはア
ミド基を有するため、重合体中にカチオン性単
量体が導入できたとしてもけん化工程や水溶液
を経るうちにカチオン基が消失若しくは減少す
る (3) アミノアルキル(メタ)アクリルアミドと酢
酸ビニルとの共重合体においては、その単量体
の反応性比から判断して、アミノアルキル(メ
タ)アクリルアミドのホモポリマーが非常にで
きやすく、仕込単量体に対して、酢酸ビニルと
の共重合体中にカチオン性単量体が含有される
比率が非常に低い ということが予想されやはり工業的には不向きで
あると言える。その他、カチオン性単量体として
はアミノアルキル(メタ)アクリレート及びその
第4級アンモニウム塩が工業的にも製造されてい
るが、これらの単量体はビニルエステル殊に酢酸
ビニルとは共重合させうるが、その共重合体をけ
ん化する過程においてカチオン性単量体のエステ
ル結合も同時にけん化されてPVA中にカチオン
性基を導入することができない。 以上要するに、従来技術では、カチオン化剤の
低反応性、又は均一な変性度のものを製造するこ
との困難性のため、また、カチオン性基を導入す
ることができたとしても、カチオン性構造単位の
不安定性に基因する、カチオン性基の部分的又は
完全な脱離等があつたため、工業化に至つていな
いのが現状である。 〔発明の目的〕 本発明は、前記した従来技術の欠点を補うため
研究を重ねた結果なされたものであり、その目的
は、カチオン性基を安定に保持したカチオン性共
重合体及びその製造方法を提供することにある。 〔発明の構成〕 本発明を概説すれば、本発明はカチオン性共重
合体の製造方法に関するものであつて、下記一般
式: 〔式中Aは【式】【式】又は 【式】を示し、Bは 【式】及び/又は【式】(但 し、R1は同一又は異なり低級アルキル基を、X
はアニオンを意味する)を示す〕で表される共重
合体単位、及び下記一般式: で表される共重合体単位を包含するものであるカ
チオン性共重合体を製造する方法において、下記
一般式: (式中A及びBは前記式と同義である)で表さ
れる単量体と、下記一般式: CH2=CH−O−CO−R2 ………() (式中R2は水素又は低級アルキル基を示す)で
表されるビニルエステルとを共重合させる工程、
及び得られる共重合体を部分的又は完全にけん化
する工程を包含することを特徴とする。 本発明のカチオン性共重合体は、下記一般式
(式中R2は水素又は低級アルキル基を示す)で
表される共重合単位を包含するものであつてもよ
い。 部分的にけん化を行つた場合には、前記した式
で表される共重合単位を包含するカチオン性共
重合体をうることができる。 また、前記発明において、目的とするカチオン
性共重合体中の基Bの少なくとも一部が第4級ア
ンモニウム基である場合には、原料として、相当
する基Bを含有するものを使用してもよいが、別
法として、原料及び/又は中間体の基Bの少なく
とも一部が第3級アミノ基であつて、第4級アン
モニウム基量が目的化合物中のものより少ない場
合に、前記したけん化工程の前又は後で、第4級
化剤を用いて第4級化を行うことによつて目的と
する共重合体をうるようにしてもよい。 本発明で使用する前記式で表されるカチオン
性単量体を例示すると、N−(3−アリルオキシ
−2−ヒドロキシプロピル)ジメチルアミン、N
−(3−アリルオキシ−2−ヒドロキシ−2−メ
チルプロピル)ジメチルアミン、N−(4−アリ
ルオキシ−3−ヒドロキシブチル)ジメチルアミ
ン、N−(3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプ
ロピル)ジエチルアミン、N−(3−アリルオキ
シ−2−ヒドロキシ−2−メチルプロピル)ジエ
チルアミン、N−(4−アリルオキシ−3−ヒド
ロキシブチル)ジエチルアミン及びそれらの第4
級アンモニウム塩の単量体がある。 共重合法については溶液重合、乳化重合等どの
ような重合法も可能であるが、現在PVAの工業
的製造に行われている、ラジカル重合開始剤とし
て2,2′−アゾビスイソブチロニトリル又は過酸
化ベンゾイル等を用いたメタノール溶液重合が実
用化しやすい。その際の重合温度は、50℃〜重合
反応系の沸点でよく、また重合度、カチオン性基
量については特に制限はないが、重合度300〜
2000、カチオン性基含有量0.01〜20モル%が望ま
しい。なお、重合度は、JIS K6726に従つて測定
した。未反応の式で表されるビニルエステル単
量体は、蒸留等で除去することが可能であるが、
式で表されるカチオン性単量体は、特にけん化
工程において残留していても差支えない。 得られる共重合体のけん化工程は常法で行つて
よく、特に現在PVAの工業的製造で利用されて
いる方法を、そのまま用いるのが好適である。す
なわち、アルコール溶液中、アルカリ触媒を用い
るけん化方法である。アルカリ触媒の例として
は、ナトリウム又はカリウムの水酸化物及びアル
コラート等があるが、経済的には、メタノール溶
液中、水酸化ナトリウム触媒を用いる方法が望ま
しい。アルカリ触媒量は、ビニルエステル単位に
対して、0.001〜0.1モル当量が好ましい。けん化
度は、目的に対応して種種変えてよいが、工業的
に有利に製造できる範囲として65〜100モル%が
選択される。 このけん化工程の前又は後で必要に応じて行つ
てよい第4級化は、常法に従つて行うことができ
る。しかしながら、共重合後でけん化工程前に第
4級化を行う場合には、アルコール溶液、特にメ
タノール溶液中、ハロゲン化アルキル、硫酸ジア
ルキル、及びp−トルエンスルホン酸アルキル等
の低級アルキル化剤を用いて第4級化を行うこと
が望ましい。この場合、コスト及び工程の管理上
最適のアルキル化剤は塩化メチルであり、塩化メ
チルガスを共重合体のアルコール溶液中にバブリ
ングさせるだけで、ほぼ100%の第4級化が可能
である。また、けん化工程後に第4級化を行う場
合には、水溶液中で低級アルキル化剤、特に塩化
メチルガスを作用させることが望ましい。 共重合体中のX で表されるアニオンの例とし
ては、Cl 、Br 、CH3COO 、CH3OSO3
CH3−C6H4−SO3 等があるが、コスト面及び
安全面の点からCl が好適である。 以上説明したように、本発明のカチオン性共重
合体は、特にカチオン性構造単位が安定なエーテ
ル結合を有するために、水溶液中でのけん化工程
を経ても、そのカチオン性基が十分安定に保持さ
れているという特徴と利点をもつている。 本発明によるカチオン化PVAは、高分子凝集
剤、紙力増強、サイズ性向上、歩留向上等の製紙
用薬剤、経糸サイジング用糊剤、繊維染色性改良
剤、帯電防止剤、イオン交換樹脂、エマルジヨン
重合乳化安定剤、防錆剤、防カビ剤、ガラス繊維
等のバインダー、接着剤等に利用することができ
る。 〔発明の実施例〕 以下、本発明を実施例により具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。 実施例中、「部」は重量部を意味する。なお、
添付図面は、実施例における目的共重合体のプロ
トン核磁気共鳴スペクトル図である。この測定に
おける溶媒はD2O、基準物質は、トリメチルシリ
ルプロピオン酸−d4−ナトリウム塩である。また
各例における粘度は、B型粘度計を用いた、20
℃、4%水溶液のブルツクフイールド粘度値であ
り、重合度に対応する。 実施例 1 かくはん機、温度計、滴下漏斗、還流冷却管を
備えた3セパラブルフラスコに酢酸ビニル800
部、メタノール200部、2,2′−アゾビスイソブ
チロニトリル2部を仕込み、窒素ガスを30分バブ
リングして脱酸素後、メタノール40部にN−(3
−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)トリ
メチルアンモニウムクロライドを酢酸ビニルに対
して5重量%溶解させたものを滴下させながら60
℃で5時間重合させた。共重合体の固形分濃度は
46.3重量%であつた。 重合反応液中にメタノール蒸気を吹込んで未反
応酢酸ビニルを除去した後に共重合体の30℃、30
%のメタノール溶液を調製した。このメタノール
溶液1200部に、2.5Nの水酸化ナトリウムのメタ
ノール溶液67部を添加して混合すると、8分後に
系が粘稠となり、粒子が析出した。メタノールで
洗浄後、乾燥して白色の共重合体を得た。酢酸ビ
ニル単位のけん化度は97.7モル%であつた。 この共重合体の粘度は、31.2cpsであつた。 この共重合体のプロトン核磁気共鳴スペクトル
を第1図に示す。3.22ppmの吸収は、N−(3−
アリルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)トリメ
チルアンモニウムクロライドのアンモニウム窒素
に結合した3個のメチル基に帰属され、その強度
よりN−(3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプ
ロピル)トリメチルアンモニウムクロライド単位
は0.71モル%含有されていることが判明した。 実施例 2 実施例1と同様に酢酸ビニルとN−(3−アリ
ルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)ジメチルア
ミンとを7.5時間共重させた。共重合体の固形分
濃度は33.5重量%であつた。単量体を除去後、該
共重合体の30℃、30%のメタノール溶液を調製
し、このメタノール溶液400部に、2.5Nの水酸化
ナトリウムのメタノール溶液22部を添加、混合し
てけん化したところ、12分後に系が粘稠となり、
白色の粒子が析出した。実施例1と同様にして、
共重合体を単離した。このけん化度は95.6モル%
であつた。 この共重合体の粘度は、38.5cpsであつた。 この共重合体のプロトン核磁気共鳴スペクトル
を第2図に示す。2.65ppmのの吸収は、N−(3
−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)ジメ
チルアミンの窒素に結合した2個のメチル基に帰
属され、その単量体単位が1.9モル%共重合され
ていることが判明した。 実施例 3 実施例2で得たN−(3−アリルオキシ−2−
ヒドロキシプロピル)ジメチルアミン−酢酸ビニ
ル共重合体の30%メタノール溶液400部をかくは
ん機、ガス導入管、還流冷却管のついた反応容器
に仕込み、40℃で2時間塩化メチルガスをバブリ
ングしながらかくはんさせた。次に30℃に液温を
調整しつつ、2.5Nの水酸化ナトリウムのメタノ
ール溶液22部を添加、混合してけん化したとこ
ろ、12分後に系が粘稠となり微粒子が析出した。
前例と同様に単離したけん化した共重合体の核磁
気共鳴スペクトルを第3図に示す。この第3図か
らN−(3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロ
ピル)ジメチルアミンのアミノ基は完全に第4級
化されてN−(3−アリルオキシ−2−ヒドロキ
シプロピル)トリメチルアンモニウムクロライド
単位となつており、その3.22ppmの吸収強度より
該単位は1.9モル%含有されていることが確認さ
れた。けん化度は97.3モル%であつた。 この共重合体の粘度は、35.5cpsであつた。 実施例 4 実施例1と同様に酢酸ビニルとN−(3−アリ
ルオキシ−2−ヒドロキシ−2−メチルプロピ
ル)トリメチルアンモニウムクロライドを5時間
共重合させた。共重合体の固形分濃度は42.5重量
%であつた。30℃、濃度を30%に調製した該共重
合体メタノール溶液1000部に、2.5N水酸化ナト
リウムのメタノール溶液44部を添加、混合してけ
ん化したところ、15分後に系は粘稠となり白色粒
子が析出した。前例と同様に単離したこの共重合
体のプロトン核磁気共鳴スペクトルから求めたN
−(3−アリルオキシ−2−ヒドロキシ−2−メ
チルプロピル)トリメチルアンモニウムクロライ
ド単位の含有量は2.9モル%であつた。けん化度
は98.7モル%であつた。 この共重合体の粘度は、28.8cpsであつた。 実施例 5 実施例1と同様に酢酸ビニルとN−(4−アリ
ルオキシ−3−ヒドロキシブチル)トリメチルア
ンモニウムクロライドを8時間重合させた。共重
合体の固形分濃度は46.2重量%であつた。30℃、
濃度を30%に調製した該共重合体メタノール溶液
1200部に2.5N水酸化ナトリウムのメタノール溶
液44部を添加、混合してけん化したところ14分後
に系が粘稠となり白色の粒子が析出した。前例と
同様に単離した、この共重合体のプロトン核磁気
共鳴スペクトルより求めたN−(4−アリルオキ
シ−3−ヒドロキシブチル)トリメチルアンモニ
ウムクロライド単位の含有量は2.4モル%であつ
た。けん化度は96.2%であつた。この共重合体の
粘度は、41.3cpsであつた。 実施例 6 実施例1と同様にして、酢酸ビニルとN−(3
−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)トリ
メチルアンモニウムクロライドとを4時間共重合
させた。共重合体の固形分濃度は42.4重量%であ
つた。該共重合体の30℃、30%のメタノール溶液
を調製し、この1000部に2.5Nの水酸化ナトリウ
ムのメタノール溶液を18部添加、混合してけん化
すると、20分後に系が粘稠となり白色粒子が析出
した。更に、2.5Nの水酸化ナトリウムのメタノ
ール溶液20部を添加、混合して2次けん化を行つ
た。実施例1と同様に単離した、この共重合体の
プロトン核磁気共鳴スペクトルより求めた、N−
(3−アリルオキシ−2−ヒドロキシプロピル)
トリメチルアンモニウムクロライド単位の含有量
は、0.47モル%であつた。けん化度は100モル%
であつた。この共重合体の粘度は、34.6cpsであ
つた。 〔発明の効果〕 以上詳細に説明したように、本発明のカチオン
性共重合体は、カチオン性基を安定に保持含有し
ている点で従来のカチオン化PVAに勝るもので
あり、それによつて、新たな用途が開発される点
で優れたものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as
This invention relates to a method for producing a cationic copolymer in which a cationic group is introduced into the chain (abbreviated as PVA). [Prior art] In recent years, cationic copolymers have been used as polymer flocculants, paper-making agents such as paper strength enhancers, warp sizing pastes, antistatic agents, fiber dyeability improvers, antibacterial agents, and antifungal agents. , is attracting attention as a raw material base for ion exchange resins. PVA has been used for a long time to improve the strength of paper for surface sizing and fiber warp sizing, but recently, PVA has been used as an internal additive to improve paper strength, size properties, water resistance, and fiber yield. It suddenly increased. Despite these expectations, cationized polyvinyl alcohol has not yet been put into practical use because it is difficult to introduce cationic groups into PVA. The following methods have been disclosed as conventional methods for introducing cationic groups into PVA. A. Method for post-modifying polymers (a) Japanese Patent Publication No. 30-5563, Collection of Polymers,
34, 843 (1977), the introduction of amino groups by aminoacetalization of PVA. (b) Japanese Patent Publication No. 57-34842 discloses a method for producing cationic PVA containing a quaternary ammonium salt by reacting glycidyltrimethylammonium chloride with PVA in the presence of an alkali catalyst. Similarly, 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride with a glycidyl group opened
There are also reports of reactions with PVA. (c) Journal of the Chemical Society of Japan, 1975 (11) P.1955-2000
Now let's react PVA with epichlorohydrin,
Furthermore, cationized PVA is obtained by reacting polyethylene polyamine. B. Copolymerization method (a) In the method reported in Kobunshi Kagaku, 8 , 467 (1951), PVA is obtained by saponifying a copolymer of vinyl acetate and vinylpyridine. (b) JP-A-56-14504, JP-A-56-88413,
JP-A-56-118997 discloses a method for obtaining cationized PVA by saponifying a copolymer of aminoalkyl (meth)acrylamide, aminoalkyl (meth)acrylate (or its quaternary ammonium salt), and vinyl acetate. is disclosed. However, although the production method of introducing a cationic group by post-modification in Method A is possible in small-scale experiments, various problems listed below arise when attempting to produce it industrially. (1) In order to conduct the reaction uniformly, a PVA dissolution step is required. (2) It is generally difficult to produce products with a certain degree of modification. (3) Often involves cross-linking reactions, and polymer compounds tend to gel. On the other hand, Method B, which uses copolymerization, overcomes the above drawbacks and can be fully industrialized in terms of cost, but (1) the copolymerization rate of vinylpyridine and vinyl acetate is extremely slow (2) aminoalkyl (Meth)acrylamide has an amide group, so even if a cationic monomer can be introduced into the polymer, the cationic group will disappear or decrease during the saponification process or aqueous solution (3) Aminoalkyl (meth)acrylamide Judging from the reactivity ratio of the monomers, a homopolymer of aminoalkyl (meth)acrylamide is very easy to form in the copolymer of vinyl acetate and vinyl acetate compared to the monomers charged. It is expected that the proportion of cationic monomers contained in the copolymer is very low, and it can be said that it is unsuitable for industrial use. In addition, aminoalkyl (meth)acrylates and their quaternary ammonium salts are also produced industrially as cationic monomers, but these monomers cannot be copolymerized with vinyl esters, especially vinyl acetate. However, in the process of saponifying the copolymer, the ester bonds of the cationic monomers are also saponified at the same time, making it impossible to introduce cationic groups into PVA. In summary, in the prior art, due to the low reactivity of the cationizing agent or the difficulty in producing a uniform degree of modification, and even if a cationic group could be introduced, the cationic structure At present, it has not been commercialized due to partial or complete elimination of the cationic group due to instability of the unit. [Object of the Invention] The present invention was made as a result of repeated research to compensate for the drawbacks of the prior art described above, and its purpose is to provide a cationic copolymer that stably retains cationic groups and a method for producing the same. Our goal is to provide the following. [Structure of the Invention] To summarize the present invention, the present invention relates to a method for producing a cationic copolymer, which has the following general formula: [In the formula, A represents [Formula] [Formula] or [Formula], B represents [Formula] and/or [Formula] (However, R 1 is the same or different lower alkyl group,
means an anion)], and the following general formula: In a method for producing a cationic copolymer containing a copolymer unit represented by the following general formula: (In the formula, A and B are synonymous with the above formula) and the following general formula: CH 2 = CH-O-CO-R 2 ...... () (In the formula, R 2 is hydrogen or a step of copolymerizing with a vinyl ester represented by (representing a lower alkyl group),
and a step of partially or completely saponifying the resulting copolymer. The cationic copolymer of the present invention has the following general formula: (In the formula, R 2 represents hydrogen or a lower alkyl group.) It may include a copolymerized unit represented by the formula: When partially saponified, a cationic copolymer containing copolymerized units represented by the above formula can be obtained. Further, in the above invention, when at least a part of the group B in the target cationic copolymer is a quaternary ammonium group, a material containing the corresponding group B may be used as the raw material. However, as an alternative method, when at least a part of the groups B of the raw materials and/or intermediates are tertiary amino groups and the amount of quaternary ammonium groups is smaller than that in the target compound, the above-mentioned saponification The desired copolymer may be obtained by performing quaternization using a quaternizing agent before or after the step. Examples of the cationic monomers represented by the above formula used in the present invention include N-(3-allyloxy-2-hydroxypropyl)dimethylamine, N
-(3-allyloxy-2-hydroxy-2-methylpropyl)dimethylamine, N-(4-allyloxy-3-hydroxybutyl)dimethylamine, N-(3-allyloxy-2-hydroxypropyl)diethylamine, N-( 3-allyloxy-2-hydroxy-2-methylpropyl)diethylamine, N-(4-allyloxy-3-hydroxybutyl)diethylamine and their quaternary
There are monomers of class ammonium salts. Any copolymerization method such as solution polymerization or emulsion polymerization is possible, but 2,2'-azobisisobutyronitrile is currently used as a radical polymerization initiator in the industrial production of PVA. Alternatively, methanol solution polymerization using benzoyl peroxide or the like is easy to put into practical use. The polymerization temperature at that time may be 50°C to the boiling point of the polymerization reaction system, and there are no particular restrictions on the degree of polymerization or the amount of cationic groups, but the degree of polymerization is 300°C to the boiling point of the polymerization reaction system.
2000, a cationic group content of 0.01 to 20 mol% is desirable. Note that the degree of polymerization was measured according to JIS K6726. The unreacted vinyl ester monomer represented by the formula can be removed by distillation etc.
The cationic monomer represented by the formula may remain, especially during the saponification step. The saponification step of the obtained copolymer may be carried out by a conventional method, and it is particularly preferable to use the method currently used in the industrial production of PVA as it is. That is, it is a saponification method using an alkali catalyst in an alcohol solution. Examples of alkali catalysts include sodium or potassium hydroxides and alcoholates, but from an economic standpoint, it is desirable to use a sodium hydroxide catalyst in a methanol solution. The amount of the alkali catalyst is preferably 0.001 to 0.1 molar equivalent relative to the vinyl ester unit. The degree of saponification may be varied depending on the purpose, but a range of 65 to 100 mol % is selected as a range that can be industrially advantageously produced. Quaternization, which may be carried out as necessary before or after this saponification step, can be carried out according to a conventional method. However, when quaternization is performed after copolymerization and before the saponification step, lower alkylating agents such as alkyl halides, dialkyl sulfates, and alkyl p-toluenesulfonates are used in alcoholic solutions, especially methanol solutions. It is desirable to quaternize the material. In this case, the most suitable alkylating agent in terms of cost and process control is methyl chloride, and almost 100% quaternization can be achieved simply by bubbling methyl chloride gas into an alcoholic solution of the copolymer. In addition, when quaternization is performed after the saponification step, it is desirable to use a lower alkylating agent, particularly methyl chloride gas, in an aqueous solution. Examples of anions represented by X in the copolymer include Cl, Br, CH3COO , CH3OSO3 ,
There are CH3 - C6H4 - SO3 , etc., but Cl is preferable from the viewpoint of cost and safety. As explained above, the cationic copolymer of the present invention has a stable ether bond in the cationic structural unit, so that the cationic group is retained sufficiently stably even after the saponification process in an aqueous solution. It has the characteristics and advantages of being The cationized PVA according to the present invention can be used as a polymer flocculant, a papermaking agent for increasing paper strength, improving sizing properties, improving yield, etc., a sizing agent for warp sizing, a fiber dyeability improver, an antistatic agent, an ion exchange resin, It can be used in emulsion polymerization emulsion stabilizers, rust preventives, antifungal agents, binders for glass fibers, adhesives, etc. [Examples of the Invention] Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In the examples, "part" means part by weight. In addition,
The attached drawing is a proton nuclear magnetic resonance spectrum diagram of the target copolymer in Examples. The solvent in this measurement is D 2 O, and the reference substance is trimethylsilylpropionic acid- d 4 -sodium salt. In addition, the viscosity in each example was determined using a B-type viscometer.
℃, Bruckfield viscosity value of a 4% aqueous solution, which corresponds to the degree of polymerization. Example 1 Vinyl acetate 800 was added to a three-separable flask equipped with a stirrer, thermometer, addition funnel, and reflux condenser.
1 part, 200 parts of methanol, 2 parts of 2,2'-azobisisobutyronitrile, and after deoxidizing by bubbling nitrogen gas for 30 minutes, add N-(3
-Allyloxy-2-hydroxypropyl)trimethylammonium chloride dissolved in vinyl acetate at 5% by weight was added dropwise to
Polymerization was carried out at ℃ for 5 hours. The solid content concentration of the copolymer is
It was 46.3% by weight. After removing unreacted vinyl acetate by blowing methanol vapor into the polymerization reaction solution, the copolymer was heated at 30℃ for 30 minutes.
% methanol solution was prepared. When 67 parts of a 2.5N methanol solution of sodium hydroxide was added to 1200 parts of this methanol solution and mixed, the system became viscous after 8 minutes and particles precipitated. After washing with methanol, it was dried to obtain a white copolymer. The degree of saponification of vinyl acetate units was 97.7 mol%. The viscosity of this copolymer was 31.2 cps. The proton nuclear magnetic resonance spectrum of this copolymer is shown in FIG. The absorption at 3.22 ppm is N-(3-
It is attributed to the three methyl groups bonded to the ammonium nitrogen of allyloxy-2-hydroxypropyl)trimethylammonium chloride, and based on its strength, the N-(3-allyloxy-2-hydroxypropyl)trimethylammonium chloride unit is contained at 0.71 mol%. It turned out that Example 2 As in Example 1, vinyl acetate and N-(3-allyloxy-2-hydroxypropyl)dimethylamine were copolymerized for 7.5 hours. The solids concentration of the copolymer was 33.5% by weight. After removing the monomer, a 30% methanol solution of the copolymer was prepared at 30°C, and 22 parts of a 2.5N methanol solution of sodium hydroxide was added to 400 parts of this methanol solution, and the mixture was saponified. However, after 12 minutes, the system became viscous.
White particles precipitated. In the same manner as in Example 1,
The copolymer was isolated. This saponification degree is 95.6 mol%
It was hot. The viscosity of this copolymer was 38.5 cps. The proton nuclear magnetic resonance spectrum of this copolymer is shown in FIG. The absorption of 2.65 ppm is N-(3
-allyloxy-2-hydroxypropyl)dimethylamine, and it was found that 1.9 mol% of the monomer units were copolymerized. Example 3 N-(3-allyloxy-2- obtained in Example 2)
400 parts of a 30% methanol solution of (hydroxypropyl) dimethylamine-vinyl acetate copolymer was placed in a reaction vessel equipped with a stirrer, a gas inlet tube, and a reflux condenser tube, and the mixture was stirred at 40°C for 2 hours while bubbling methyl chloride gas. Ta. Next, while adjusting the liquid temperature to 30°C, 22 parts of a 2.5N methanol solution of sodium hydroxide was added, mixed, and saponified. After 12 minutes, the system became viscous and fine particles were precipitated.
FIG. 3 shows the nuclear magnetic resonance spectrum of the saponified copolymer isolated in the same manner as in the previous example. From this Figure 3, the amino group of N-(3-allyloxy-2-hydroxypropyl)dimethylamine is completely quaternized and becomes an N-(3-allyloxy-2-hydroxypropyl)trimethylammonium chloride unit. From the absorption intensity of 3.22 ppm, it was confirmed that the unit was contained in an amount of 1.9 mol%. The degree of saponification was 97.3 mol%. The viscosity of this copolymer was 35.5 cps. Example 4 In the same manner as in Example 1, vinyl acetate and N-(3-allyloxy-2-hydroxy-2-methylpropyl)trimethylammonium chloride were copolymerized for 5 hours. The solids concentration of the copolymer was 42.5% by weight. 44 parts of a methanol solution of 2.5N sodium hydroxide was added to 1000 parts of a methanol solution of the copolymer prepared to a concentration of 30% at 30°C, and the mixture was saponified. After 15 minutes, the system became viscous and white particles were formed. was precipitated. N determined from the proton nuclear magnetic resonance spectrum of this copolymer isolated in the same manner as in the previous example.
The content of -(3-allyloxy-2-hydroxy-2-methylpropyl)trimethylammonium chloride units was 2.9 mol%. The degree of saponification was 98.7 mol%. The viscosity of this copolymer was 28.8 cps. Example 5 In the same manner as in Example 1, vinyl acetate and N-(4-allyloxy-3-hydroxybutyl)trimethylammonium chloride were polymerized for 8 hours. The solid content concentration of the copolymer was 46.2% by weight. 30℃,
Methanol solution of the copolymer adjusted to a concentration of 30%
44 parts of a 2.5N methanol solution of sodium hydroxide was added to 1200 parts, mixed, and saponified. After 14 minutes, the system became viscous and white particles were precipitated. The content of N-(4-allyloxy-3-hydroxybutyl)trimethylammonium chloride units determined from proton nuclear magnetic resonance spectrum of this copolymer isolated in the same manner as in the previous example was 2.4 mol%. The degree of saponification was 96.2%. The viscosity of this copolymer was 41.3 cps. Example 6 In the same manner as in Example 1, vinyl acetate and N-(3
-allyloxy-2-hydroxypropyl)trimethylammonium chloride for 4 hours. The solid content concentration of the copolymer was 42.4% by weight. Prepare a 30% methanol solution of the copolymer at 30°C, add 18 parts of 2.5N methanol solution of sodium hydroxide to 1000 parts of this, mix and saponify; the system becomes viscous and white after 20 minutes. Particles were precipitated. Further, 20 parts of a 2.5N methanol solution of sodium hydroxide was added and mixed to perform secondary saponification. The N-
(3-allyloxy-2-hydroxypropyl)
The content of trimethylammonium chloride units was 0.47 mol%. Saponification degree is 100 mol%
It was hot. The viscosity of this copolymer was 34.6 cps. [Effects of the Invention] As explained in detail above, the cationic copolymer of the present invention is superior to conventional cationized PVA in that it stably retains and contains cationic groups, and thereby , which is excellent in that new uses can be developed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図〜第3図は、実施例1〜3に示した本発
明のカチオン性共重合体のプロトン核磁気共鳴ス
ペクトル図である。
1 to 3 are proton nuclear magnetic resonance spectra of the cationic copolymers of the present invention shown in Examples 1 to 3.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 下記一般式: 〔式中Aは【式】【式】又は 【式】を示し、Bは【式】 及び/又は【式】(但し、R1は同一又 は異なり低級アルキル基を、Xはアニオンを意
味する)を示す〕 で表される共重合単位、及び下記一般式: で表される共重合単位を包含するものであるカチ
オン性共重合体を製造する方法において、下記一
般式: (式中A及びBは前記式と同義である)で表さ
れる単量体と、下記一般式V: CH2=CH−O−CO−R2 ………() (式中R2は水素又は低級アルキル基を示す)で
表されるビニルエステルとを共重合させる工程、
及び得られる共重合体を部分的又は完全にけん化
する工程の各工程を包含することを特徴とする上
記したカチオン性共重合体の製造方法。 2 該カチオン性共重合体が、下記一般式: (式中R2は水素又は低級アルキル基を示す)で
表される共重合単位を包含するものである特許請
求の範囲第1項記載のカチオン性共重合体の製造
方法。 3 該カチオン性共重合体中の基Bの少なくとも
一部が第4級アンモニウム基であり、原料及び/
又は中間体中の基Bの少なくとも一部が第3級ア
ミノ基であつて、第4級アンモニウム基量が目的
化合物中のものより少ない場合に、該けん化工程
の前又は後で、第4級化剤を用いて第4級化を行
う特許請求の範囲第1項又は第2項に記載のカチ
オン性共重合体の製造方法。 4 該一般式で表されるビニルエステルが、酢
酸ビニルである特許請求の範囲第1項〜第3項の
いずれかに記載のカチオン性共重合体の製造方
法。
[Claims] 1. The following general formula: [In the formula, A represents [Formula] [Formula] or [Formula], B represents [Formula] and/or [Formula] (wherein R 1 is the same or different and represents a lower alkyl group, and X represents an anion) ] The copolymerized unit represented by and the following general formula: In the method for producing a cationic copolymer containing a copolymer unit represented by the following general formula: (In the formula, A and B are synonymous with the above formula) and the following general formula V: CH 2 = CH-O-CO-R 2 ...... () (In the formula, R 2 is a step of copolymerizing a vinyl ester represented by hydrogen or a lower alkyl group;
and a step of partially or completely saponifying the resulting copolymer. 2 The cationic copolymer has the following general formula: 2. The method for producing a cationic copolymer according to claim 1, which includes a copolymer unit represented by the following formula (wherein R 2 represents hydrogen or a lower alkyl group). 3 At least a part of the groups B in the cationic copolymer are quaternary ammonium groups, and the raw material and/or
Or, if at least a part of the groups B in the intermediate is a tertiary amino group and the amount of quaternary ammonium groups is less than that in the target compound, quaternary 2. A method for producing a cationic copolymer according to claim 1 or 2, wherein quaternization is carried out using a curing agent. 4. The method for producing a cationic copolymer according to any one of claims 1 to 3, wherein the vinyl ester represented by the general formula is vinyl acetate.
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