JPH0354207A - Production of water-insoluble polymer having orderly shape - Google Patents

Production of water-insoluble polymer having orderly shape

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JPH0354207A
JPH0354207A JP15663790A JP15663790A JPH0354207A JP H0354207 A JPH0354207 A JP H0354207A JP 15663790 A JP15663790 A JP 15663790A JP 15663790 A JP15663790 A JP 15663790A JP H0354207 A JPH0354207 A JP H0354207A
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坂田 興
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Abstract

PURPOSE:To produce a water-insol. polymer having a desired orderly shape by bringing a specific aq. soln. or dispersion contg. a water-sol. alginate salt into contact with an aq. soln. capable of gelling the salt to produce a water- insol. gel having a desired orderly shape and radical polymerizing the resulting gel. CONSTITUTION:A water-sol. alginate salt, a phosphate ester of the formula (wherein R1, R2, and R3 are each H or CH3), a crosslinkable vinyl monomer (e.g. N, N'-methylenebisacrylamide) having at least two radical-polymerizable vinyl groups, and a water-sol. radical polymerizable vinyl monomer (e.g. acrylamide) are dissolved ( some of these may be dispersed) in water. The resulting aq. soln. (dispersion) is brought into contact with an aq. soln. capable of gelling the alginate salt to produce a water-insol. gel having a desired orderly shape. The gel is then radical polymerized to produce a water-insol. polymer having a desired orderly shape.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、非水溶性の重合体の製造法、更に詳細には
、形状が整った所望の形状の非水溶性の重合体を製造す
る方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing a water-insoluble polymer, and more specifically, a method for producing a water-insoluble polymer in a desired shape with a uniform shape. Regarding the method.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、水溶性のラジカル重合性ビニルモノマーと、二個
以上のラジカル重合性ビニル基を有する架橋性モノマー
から、大きさ、形状が整った所望の形状の非水溶性重合
体の製造を実施することは成形性、広い形状分布、重合
反応の制御性などに関して問題があり、その工業的利用
は極めて困難であった。
Conventionally, a water-insoluble polymer with a desired size and shape has been produced from a water-soluble radically polymerizable vinyl monomer and a crosslinkable monomer having two or more radically polymerizable vinyl groups. has problems with moldability, wide shape distribution, controllability of polymerization reaction, etc., and its industrial use has been extremely difficult.

これらのモノマーを使用して、特に粒子状の非水溶性重
合体の製造方法として懸濁重合法が使用されてきた. この懸濁重合法においては、水とモノマーとを全く溶解
しないか、または殆ど溶解しない媒体にモノマー水溶液
と界面活性剤が添加されて、充分に攪拌され、モノマー
水溶液が微細粒子の懸濁液滴とされ、モノマーに易溶性
の重合開始剤が添加されることにより、モノマー水溶液
である懸濁液滴中において重合が遂行されて、粒子状非
水溶性重合体が製造されていた. この従来法によって
得られる粒子状の水に不溶性の重合体の粒径は、使用媒
体、モノマーと界面活性剤の種類、重合槽の形状、攪拌
用羽根の形状と攪拌速度などにより変化するが、通常は
、0.1mm以下の小粒径の粒状の非水溶性の重合体の
製造に適当するのであり、しかも、得られる粒子の粒径
分布の範囲が広く、特定粒径の粒子状重合体の使用を必
要とする場合には、得られた粒子を篩分けして使用する
必要があり、所望の粒径以外の粒状重合体は廃棄される
こととなるなどが実状であり経済的製造法であるとは云
えなかっk. 更にまた、数開以上の大粒径の粒状重合体を製造するこ
とは極めて困難であり、大粒径重合体を製造しようとす
れば、大きい塊状重合体が生成し、重合槽壁をファウリ
ングさせて重合の続行が困難となる事態が生じ易い。 
更に、粒状以外の形状の非水溶性の重合体は、この懸濁
重合法では製造不可能という欠点があった. 発明者らは、所望形状に形状が整い、形状分布が狭く限
定された非水溶性重合体を安定して製造し得る方法を鋭
意研究した結果、遂に、この発明に到達した. [課題を解決するための手段] この発明は、(a)水溶性アルギン酸塩、(b)下記の
式を以て示される燐酸エステル、0 (式中のRl 、RiとRsは、それぞれ、水素または
メチル基を示す. ) , (c)二個以上のラジカル
重合性ビニル基を有する架橋性ビニルモノマーおよび、
(d)水溶性のラジカル重合性ビニルモノマーを、水に
溶解させるか、または、その一部は懸濁させ、この水溶
液あるいは懸濁液を、水溶性アルギン酸塩をゲル化する
能力がある溶液と接触させることによって、形状が整っ
た所望の形状の非水溶性ゲルを形成させ、その後に、こ
のゲルをラジカル重合させることによって、形状が整っ
た所望の形状の非水溶性重合体を製造することからなる
. この発明の方法において、形状が整った所望の形状の非
水溶性重合体が製造される場合、架橋性ビニルモノマー
、および水溶性のラジカル重合性モノマーと、必要に応
じて、ラジカル開始剤が、予め、水溶性のアルギン酸塩
とともに、水に溶解させられるか、一部は懸濁させられ
て、この液がアルギン酸塩をゲル化する能力を有する液
と接触させられて、まず、ゲル化させられ、所望の形状
のゲルにされた後に、ラジカル重合性モノマーが重合さ
せられて非水溶性重合体にされるが、このラジカル重合
性モノマーの溶液のゲル化のために使用される水溶性ア
ルギン酸塩には、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カ
リウム、またはアルギン酸アンモニウムなどがある. アルギン酸は海藻から得られるマンヌロン酸とグルロン
酸の共重合体であって、その組成は産地あるいは採取時
期によって相異するのであるが、水溶性アルギン酸塩の
ゲル化剤によりゲル化するものは組成如何によることな
く、この発明の方法において利用可能である. また、
アルギン酸の分子量としては、1, 000〜l. 0
00, 000の範囲内のものが使用される. アルギ
ン酸ゲルの製造用の水溶性アルギン酸塩水溶液のアルギ
ン酸塩濃度は通常、0.1〜20 wt.%、好ましく
は0.5〜10wt.%の範囲内である. アルギン酸塩が低濃度である場合は、得られるアルギン
酸ゲルの強度が小さく、所望形状のゲルにされることが
困難となり、またラジカル重合性七ノマーがゲルから流
出し易く、逆に、アルギン酸塩が高濃度である場合は、
得られるアルギン酸ゲルの強度は大きくなるが、アルギ
ン酸塩溶液の粘度が高くなって取扱い難く、所望形状の
ゲルに成型し難くなり、加えて、経済的でない.これら
のラジカル重合性モノマーを含む水溶性アルギン酸塩水
溶液は、後続の重合反応の円滑な進行を目的として溶存
酸素が除去されていることが好ましい. この目的のた
め窒素などの不活性ガスが導入され得る。
Suspension polymerization has been used to produce particulate water-insoluble polymers using these monomers. In this suspension polymerization method, an aqueous monomer solution and a surfactant are added to a medium in which water and monomers do not dissolve at all or hardly dissolve, and are thoroughly stirred, so that the aqueous monomer solution becomes a suspension of fine particles. By adding a readily soluble polymerization initiator to the monomer, polymerization was carried out in suspension droplets of an aqueous monomer solution to produce particulate water-insoluble polymers. The particle size of the particulate water-insoluble polymer obtained by this conventional method varies depending on the medium used, the type of monomer and surfactant, the shape of the polymerization tank, the shape of the stirring blade and the stirring speed, etc. Usually, it is suitable for producing particulate water-insoluble polymers with a small particle size of 0.1 mm or less, and moreover, the particle size distribution range of the obtained particles is wide, and particulate polymers with a specific particle size can be produced. If it is necessary to use a polymer, the obtained particles must be sieved and used, and particulate polymers with a particle size other than the desired size are discarded. This is an economical manufacturing method. It cannot be said that k. Furthermore, it is extremely difficult to produce granular polymers with large particle diameters of several diameters or more, and if you try to produce large particle diameter polymers, large lumpy polymers will be produced and foul the walls of the polymerization tank. This tends to cause a situation in which it becomes difficult to continue the polymerization.
Furthermore, there is a drawback that water-insoluble polymers in shapes other than granules cannot be produced by this suspension polymerization method. The inventors have finally arrived at this invention as a result of intensive research into a method for stably producing a water-insoluble polymer with a desired shape and a narrow shape distribution. [Means for Solving the Problems] This invention provides (a) a water-soluble alginate, (b) a phosphoric acid ester represented by the following formula, 0 (in the formula, Rl, Ri and Rs are hydrogen or methyl, respectively). ), (c) a crosslinkable vinyl monomer having two or more radically polymerizable vinyl groups, and
(d) A water-soluble radically polymerizable vinyl monomer is dissolved or partially suspended in water, and the aqueous solution or suspension is used as a solution capable of gelling the water-soluble alginate. By contacting, a water-insoluble gel with a desired shape with a uniform shape is formed, and then this gel is radically polymerized to produce a water-insoluble polymer with a desired shape with a uniform shape. Consists of. In the method of this invention, when a water-insoluble polymer with a desired shape and a uniform shape is produced, a crosslinkable vinyl monomer, a water-soluble radically polymerizable monomer, and, if necessary, a radical initiator, In advance, the alginate is dissolved or partially suspended in water together with the water-soluble alginate, and this liquid is brought into contact with a liquid having the ability to gel the alginate to first gel it. , a water-soluble alginate used for the gelation of a solution of the radically polymerizable monomer, which is polymerized into a water-insoluble polymer after being formed into a gel of the desired shape. Examples include sodium alginate, potassium alginate, or ammonium alginate. Alginic acid is a copolymer of mannuronic acid and guluronic acid obtained from seaweed, and its composition varies depending on the place of production and the time of collection, but the composition of the one that gels with a water-soluble alginate gelling agent The method of this invention can be used regardless of the method. Also,
The molecular weight of alginic acid is 1,000 to l. 0
Values within the range 00, 000 are used. The alginate concentration of the water-soluble alginate aqueous solution for producing alginate gel is usually 0.1 to 20 wt. %, preferably 0.5-10wt. It is within the range of %. If the concentration of alginate is low, the strength of the resulting alginate gel will be low, making it difficult to form a gel with the desired shape, and the radically polymerizable heptanomer will easily flow out of the gel, and conversely, the alginate gel will be difficult to form into a desired shape. If the concentration is high,
Although the strength of the resulting alginate gel increases, the viscosity of the alginate solution increases, making it difficult to handle and molding into a gel of a desired shape, and in addition, it is not economical. It is preferable that dissolved oxygen be removed from the water-soluble alginate aqueous solution containing these radically polymerizable monomers for the purpose of smooth progress of the subsequent polymerization reaction. An inert gas such as nitrogen may be introduced for this purpose.

この発明の方法の水溶性アルギン酸塩の水溶液をゲル化
する能力を有する溶液としては、例えばpHが7以下の
酸性水溶液、マグネシウムと水銀以外の二価以上の多価
金属イオンを含む水溶液がある。  p}1 7以下の
酸性水溶液としては、塩酸硫酸、硝酸など無機酸の水溶
液、蟻酸、酢酸など有機酸の水溶液があり、また、多価
金属イオンとしては、Ca, Fe, Co. Ni.
 Zn, Cd, Sr, Cu, Pb、などの金属
イオンを含む溶液がある. なお、後述の微生物生菌体な包含させる場合には、pH
 4〜7の酸性水溶液が使用されることが好ましい。
Examples of the solution capable of gelling the aqueous solution of water-soluble alginate used in the method of the present invention include an acidic aqueous solution with a pH of 7 or less, and an aqueous solution containing a polyvalent metal ion of divalent or higher valence other than magnesium and mercury. Examples of acidic aqueous solutions with p}17 or less include aqueous solutions of inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid, and aqueous solutions of organic acids such as formic acid and acetic acid. Polyvalent metal ions include Ca, Fe, Co. Ni.
There are solutions containing metal ions such as Zn, Cd, Sr, Cu, and Pb. In addition, when including viable microorganisms as described below, the pH
Preferably, a 4-7 acid aqueous solution is used.

この発明方法におけるラジカル重合性モノマーと、必要
に応じてラジカル開始剤も含むアルギン酸ゲルを製造す
る方法はラジカル重合性モノマーと、必要に応じてラジ
カル開始剤も含むアルギン酸塩水溶液か、または懸濁液
が、アルギン酸塩のゲル化剤溶液に接触させられること
により、その実施が可能である。 得られるアルギン酸
ゲルの形状は接触方法により大きく変化させられ得る.
例えば、ラジカル重合性モノマー含有アルギン酸塩水溶
液が、アルギン酸塩のゲル化剤溶液中に滴下されること
により真球性が高く、しかも粒径分布範囲が極めて狭い
球状アルギン酸ゲルが形成させられ得る. 球状ゲルの
粒径はアルギン酸塩水溶液の粘度、アルギン酸塩水溶液
の滴下ノズルの形状などにより変化する。
The method of producing an alginate gel containing a radically polymerizable monomer and, if necessary, a radical initiator in the method of this invention is an alginate aqueous solution or suspension containing a radically polymerizable monomer and, if necessary, a radical initiator. This can be done by contacting the alginate with a gelling agent solution. The shape of the resulting alginate gel can be greatly changed depending on the contact method.
For example, by dropping an alginate aqueous solution containing a radically polymerizable monomer into an alginate gelling agent solution, a spherical alginate gel with high sphericity and an extremely narrow particle size distribution range can be formed. The particle size of the spherical gel varies depending on the viscosity of the alginate aqueous solution, the shape of the alginate aqueous solution dropping nozzle, and other factors.

また、重合性モノマー含有アルギン酸塩水溶液がアルギ
ン酸塩のゲル化剤溶液に注入される場合には、注入口の
形状によりアルギン酸ゲルの形状は変化させられる. 
更に予め、アルギン酸塩の水溶液が鋳型に注入された後
、鋳型の一部が開口させられた状態下に、ゲル化剤溶液
に浸漬されることによりゲル化剤溶液が開口部から鋳型
の内部に侵入し、アルギン酸塩水溶液と接触して表面を
ゲル化しつつ内部にも浸透して遂には鋳型の内部にある
アルギン酸塩水溶液全体をゲル化することによって、極
めて容易に所望の形状のアルギン酸ゲルを形成させるこ
ども可能である。
Furthermore, when an alginate aqueous solution containing a polymerizable monomer is injected into an alginate gelling agent solution, the shape of the alginate gel changes depending on the shape of the injection port.
Furthermore, after an alginate aqueous solution is injected into the mold in advance, the mold is partially opened and immersed in the gelling agent solution, so that the gelling agent solution flows into the inside of the mold from the opening. It penetrates into the mold, gels the surface upon contact with the alginate aqueous solution, penetrates into the interior, and finally gels the entire alginate aqueous solution inside the mold, thereby forming an alginate gel in the desired shape very easily. It is possible for children to do so.

また、アルギン酸塩水溶液が浅い皿状の容器に注入拡張
させられて、上方から緩やかにアルギン酸塩のゲル化剤
溶液が流し込まれ薄板状にゲル化させられ、次いで、こ
のゲルが打抜き成型されることも可能である. また、アルギン酸塩の水溶液とアルギン酸塩のゲル化剤
溶液が、高速ブレンドされた後、直ちに鋳型に注入され
ることにより所望の形状のゲルとされることも可能であ
る. このゲル化の操作時には、ゲル化遅延剤として燐
酸アルカリ、または拘栂酸アルカリなどが添加されても
よい.また、一旦、成型されたゲルについても、所望の
形状とされるため切断、または切削などの加工を受けて
もよい。 これらアルギン酸ゲルの調製は、ラジカル開
始剤の分解が始まり重合が始まる温度以下において、操
作が行われる必要があり、通常は、 0〜100℃の範
囲内において実施されることが好ましい. また、アル
ギン酸ゲルの調製は、後続の重合反応の円滑な進行のた
めに不活性ガス、例えば、窒素ガスなどの雰囲気下に、
操作されることが好ましい. こうして得られたラジカル重合性モノマー含有アルギン
酸ゲルは、次いで重合反応に付される。
Also, an alginate aqueous solution is injected and expanded into a shallow dish-shaped container, and an alginate gelling agent solution is gently poured from above to gel it into a thin plate shape, and then this gel is punched and formed. is also possible. It is also possible to form a gel in a desired shape by blending an alginate aqueous solution and an alginate gelling agent solution at high speed and then immediately injecting the mixture into a mold. During this gelation operation, an alkali phosphate or alkali argonate may be added as a gelation retardant. Furthermore, once the gel has been molded, it may be subjected to processing such as cutting or cutting in order to obtain a desired shape. The preparation of these alginate gels must be carried out at a temperature below the temperature at which the radical initiator begins to decompose and polymerize, and is usually preferably carried out within the range of 0 to 100°C. In addition, alginate gel is prepared under an atmosphere of an inert gas, such as nitrogen gas, in order to facilitate the subsequent polymerization reaction.
Preferably manipulated. The radically polymerizable monomer-containing alginic acid gel thus obtained is then subjected to a polymerization reaction.

重合反応は、水、アルコール、炭化ホ素などのラジカル
重合を妨害しない溶媒中に、アルギン酸ゲルが装入され
、酸素が除去されている状態下に遂行されることが好ま
しい. 勿論、溶媒の使用がなく、酸素が除去されてい
る不活性ガスの気流の存在下に重合反応が行われてもよ
い.重合温度は使用されるラジカル開始剤の種類により
異なるが、ラジカル開始剤の分解温度以上において実施
されればよい. 重合反応が低温度において実施される
ことが好ましい場合には、ラジカル開始剤の分解温度を
低下させるために、ラジカル開始剤の分解を促進する物
質か、またはこの物質を含む液がゲルに接触させられる
.例えば、過酸化水素に対しては、テトラメチルエチレ
ンジアミン、過硫酸カリウムに対しては、第一鉄イオン
などである. ラジカル重合性モノマー含有アルギン酸ゲルがラジカル
開始剤を含まない場合、アルギン酸ゲルは放射線照射番
こよりラジカル重合させられることも可能である。
The polymerization reaction is preferably carried out under conditions in which the alginate gel is placed in a solvent that does not interfere with radical polymerization, such as water, alcohol, or hydrogen carbide, and oxygen is removed. Of course, the polymerization reaction may be carried out without using a solvent and in the presence of an inert gas stream from which oxygen has been removed. The polymerization temperature varies depending on the type of radical initiator used, but it may be carried out at a temperature equal to or higher than the decomposition temperature of the radical initiator. If the polymerization reaction is preferably carried out at low temperatures, a substance that accelerates the decomposition of the radical initiator, or a liquid containing this substance, may be brought into contact with the gel in order to lower the decomposition temperature of the radical initiator. It will be done. For example, tetramethylethylenediamine is used for hydrogen peroxide, and ferrous ion is used for potassium persulfate. When the alginic acid gel containing a radically polymerizable monomer does not contain a radical initiator, the alginic acid gel can also be radically polymerized by radiation irradiation.

この発明の方法において、アルギン酸塩水溶液または懸
濁液をゲル化させ、得られるゲルが重合させられる処理
は、それぞれ、個別に行われてもよく、また、同時的に
行われてもよい.即ち、アルギン酸塩のゲル化能がある
ゲル化剤溶液が、ラジカル開始剤の分解温度以上の温度
に保持されていて、この溶液にラジカル重合性モノマー
含有のアルギン酸塩水溶液が接触させられた場合、アル
ギン酸ゲルの生成と同時に重合が開始されて、所望の形
状の水に不溶性の重合体が合成され得る. こうして得られる非水溶性重合体はその一部に先に使用
されゲル化したアルギン酸塩を含有している. 使用目
的によって、このアルギン酸塩が不要5乃至は有害作用
がある場合には、非水溶性重合体ゲルのアルギン酸塩が
除去され得る.アルギン酸塩を除去し得る物質としては
、多価金属イオンをキレート化して水溶性の金属イオン
とし得るもの、例えば、エチレンジアミンテトラ酢酸ナ
トリウム、カリウム塩、アルカリ金属燐酸塩水溶液、ま
たはアルカリ金属の水酸化物、炭酸塩水溶液などが挙げ
られるのであって、これらの水溶液にラジカル重合後の
非水溶性重合体が0〜100℃の範囲の温度にて、浸漬
されるか、またはこれら水溶液により洗浄されればよい
In the method of this invention, the steps of gelling the alginate aqueous solution or suspension and polymerizing the resulting gel may be performed separately or simultaneously. That is, when a gelling agent solution capable of gelling alginate is maintained at a temperature higher than the decomposition temperature of the radical initiator, and an aqueous alginate solution containing a radically polymerizable monomer is brought into contact with this solution, Polymerization is initiated simultaneously with the formation of alginate gel, and a water-insoluble polymer in the desired shape can be synthesized. The water-insoluble polymer thus obtained contains a portion of the alginate that was previously used and gelled. Depending on the intended use, the alginate in the water-insoluble polymer gel can be removed if it is unnecessary or has harmful effects. Substances that can remove alginate include those that can chelate polyvalent metal ions into water-soluble metal ions, such as sodium ethylenediaminetetraacetate, potassium salts, aqueous solutions of alkali metal phosphates, or alkali metal hydroxides. , carbonate aqueous solutions, etc., and if the water-insoluble polymer after radical polymerization is immersed in these aqueous solutions at a temperature in the range of 0 to 100°C, or washed with these aqueous solutions, good.

この発明の方法により得られる非水溶性重合体は、水に
は溶解しないが、親水性は充分にあって重合後に得られ
る非水溶性重合体も水により膨潤している状態である.
 使用目的によって、重合後、水により膨潤している状
態にあってそのまま使用されてもよく、または非水溶性
重合体は水によって充分に洗浄された後に使用されても
よく、更にまた、これが乾燥させられて水が除去されて
使用されてもよい. この発明方法において、(b)の燐酸エステルの代表例
として、アシッドホスホオキシエチルアクリレート(前
記の式のR1、RSとR3がともにH)、アシッドホス
ホオキシエチルメタクリレート( 11,とR2が}I
. R.がメチル基)、アシッドホスホオキシブロビル
アクリレート(R,、またはR2いずれかがH、他がメ
チル基、R3がH)、アシッドホスホオキシブロビルメ
タクリレート( Rl . ’R2のいずれかH、他が
メチル基、R,がメチル基)などであり、これらの一種
、または二種以上が混合されて、使用可能である.この
発明の方法において使用される二個以上のラジカル重合
能を有するビニル基がある架橋性のビニルモノマーの代
表例としては、N,N’−メチレンビスアクリルアミド
、N,N’−ブロビレンビスアクリルアミド、N−アク
ロイルアクリルアミド、ジアクリルアミドージメチルエ
ーテル、1.2−ジアクリルアミドエチレングリコール
、エチレン尿素ビスアクリルアミド、ポリエチレングリ
コール、または両末端に水酸基を有するエチレンオキシ
ドとブロビレンオキシドコボリマーのアクリル酸、また
はメタクリル酸のエステルおよびl, 3. 5−トリ
アクリルへキサヒドロ−8−トリアジンなどがある。
Although the water-insoluble polymer obtained by the method of this invention does not dissolve in water, it has sufficient hydrophilicity and the water-insoluble polymer obtained after polymerization is also swollen with water.
Depending on the purpose of use, the water-insoluble polymer may be used as it is after being swollen with water, or the water-insoluble polymer may be used after being sufficiently washed with water, and furthermore, it may be used after being dried. The water may be removed before use. In the method of this invention, representative examples of the phosphoric acid ester (b) include acid phosphooxyethyl acrylate (R1, RS and R3 in the above formula are all H), acid phosphooxyethyl methacrylate (11, and R2 are }I
.. R. is a methyl group), acid phosphooxybrobyl acrylate (R, or R2 is H, the other is a methyl group, R3 is H), acid phosphooxybrobyl methacrylate (Rl. 'Either one of R2 is H, the other is H) methyl group, R is a methyl group), etc., and these can be used alone or in a mixture of two or more. Typical examples of crosslinkable vinyl monomers having two or more radically polymerizable vinyl groups used in the method of this invention include N,N'-methylenebisacrylamide and N,N'-brobylenebisacrylamide. , N-acrylacrylamide, diacrylamide dimethyl ether, 1,2-diacrylamide ethylene glycol, ethylene urea bisacrylamide, polyethylene glycol, or acrylic acid or methacrylic acid of ethylene oxide and brobylene oxide copolymer having hydroxyl groups at both ends ester and l, 3. Examples include 5-triacrylhexahydro-8-triazine.

この発明における水に不溶性の重合体の製造において使
用される燐酸エステル類と架橋性ビニルモノマーの比率
は、通常、重量比において100:0.05〜100 
: 20 、好ましくは、100 : 0.1〜IoO
: 15  の範囲内において使用されることが適当で
ある. この発明の方法に使用される水溶性のラジカル重合性ビ
ニルモノマーの代表例としては、アクリル酸、またはメ
タアクリル酸のナトリウム、カリウムなどのアルカリ金
属塩などの不飽和カルボン酸塩、ヒドロキシエチルアク
リレート、ヒドロキシブロビルアクリレート、アミノエ
チルアクリレート、 N−メチルアミノエチルアクリレ
ートN,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、ヒド
ロキシエチルメタクリレートヒドロキシブ口ビルメタク
リレート、アミノエチルメタクリレート、N−メチルア
ミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノエ
チルメタクリレートなどアクリル酸、メタクリル酸のエ
ステル、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチ
ロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミ
ド、N−メチルアクリルアミド,N.N−ジメチルアク
リルアミド、NN−ジェチルアクリルアミド、2−アク
リルアミドエタンスルホン酸または、2−アクリルアミ
ドー2−メチルブロバンスルホン酸のアルカリ金属塩、
またはマグネシウム塩などのアクリルアミド誘導体、メ
チルビニルケトン、 o−.m−.およびp−アミノス
チレン、ビニルスルホン酸、またはアリルスルホン酸の
アルカリ金属塩、スチレンスルホン酸のアルカリ金属塩
またはマグネシウム塩、およびN−ビニルビロリドンな
どがあり、これらモノマーは一種あるいは二種以」二の
使用が可能である.前記の燐酸エステルに対するラジカ
ル重合性のビニルモノマーの用量は、通常、重量比にお
いて1:0.01〜1 : 10 、好ましくは、I 
: 01〜1: 5の範囲内である. 燐酸エステルに水溶性のラジカル重合性ビニルモノマー
を加える場合は、これらのモノマー重量の合計量に対す
る架橋性ビニルモノマーの比率は通常、重量比において
、 100 : 0.05 −400 : 20好まし
くは+00 : 0.1−100 : 15の範囲にお
いて使用されることが適当である。
The ratio of phosphoric esters and crosslinkable vinyl monomers used in the production of the water-insoluble polymer in this invention is usually 100:0.05 to 100 by weight.
:20, preferably 100:0.1~IoO
: It is appropriate to use within the range of 15. Typical examples of the water-soluble radically polymerizable vinyl monomer used in the method of the present invention include unsaturated carboxylic acid salts such as alkali metal salts such as sodium and potassium of acrylic acid or methacrylic acid, hydroxyethyl acrylate, Hydroxybrobyl acrylate, aminoethyl acrylate, N-methylaminoethyl acrylate N,N-dimethylaminoethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate hydroxybrobyl methacrylate, aminoethyl methacrylate, N-methylaminoethyl methacrylate, N,N-dimethylamino Acrylic acid, esters of methacrylic acid such as ethyl methacrylate, acrylamide, methacrylamide, N-methylol acrylamide, N-methylolmethacrylamide, N-methylacrylamide, N. an alkali metal salt of N-dimethylacrylamide, NN-diethylacrylamide, 2-acrylamidoethanesulfonic acid or 2-acrylamidoethanesulfonic acid,
or acrylamide derivatives such as magnesium salts, methyl vinyl ketone, o-. m-. and alkali metal salts of p-aminostyrene, vinylsulfonic acid, or allylsulfonic acid, alkali metal salts or magnesium salts of styrenesulfonic acid, and N-vinylpyrrolidone, and these monomers may be used alone or in combination of two or more. is possible. The amount of the radically polymerizable vinyl monomer to the phosphoric acid ester is usually 1:0.01 to 1:10 in weight ratio, preferably I
: Within the range of 01 to 1:5. When a water-soluble radically polymerizable vinyl monomer is added to a phosphoric acid ester, the ratio of the crosslinkable vinyl monomer to the total weight of these monomers is usually 100:0.05-400:20, preferably +00: It is appropriate to use it in the range of 0.1-100:15.

架橋性ビニルモノマーの比率が小さい場合には得られる
非水溶性重合体が水により膨潤され易いのであって、水
により膨潤した、所謂、含水ゲルの状態において、弾性
を示し、引張強度が小さいのであり、逆に、架橋性ビニ
ルモノマーの比率が大きくなれば、得られる非水溶性重
合体は、水により膨潤し難くなり、水により膨潤した含
水ゲルは引張り強度は大きくなる傾向を示すが、脆弱化
する. これらのラジカル重合性モノマーは、重合前に水溶性ア
ルギン酸と、ともに水に溶解させられてアルギン酸水溶
液とされるのであるが、この際に一部のモノマーが水に
懸濁している状態下に使用されてもよい. アルギン酸塩の水溶液中のラジカル重合性モノマーの濃
度は、アシッドホスポオキシエチルアクノレート類と、
架橋性ビニルモノマーの合計値を以て表現されて、通常
、0.1〜50 wt.%の範囲内、好ましくは、 1
〜20 wt.%であり、また、より硬質の重合体とす
るためには、 20〜45 wt.%とすることが可能
である. アルギン酸塩水溶液中の全てのラジカル重合性のモノマ
ーの濃度は、通常、o.i〜50 wt.%、好ましく
は、1〜20 wt.%であり、また、より硬質の重合
体を得るには20〜45 wt.%とすることが可能で
ある. この発明の方法ではラジカル重合性モノマーをアルギン
酸塩のゲル化によりゲル中に含有させた非水溶性ゲル、
以下ではアルギン酸ゲルと略称、として、これが重合反
応に付されるのであるが、この重合反応には、通常、ラ
ジカル開始剤が使用されることが好ましい。 使用ラジ
カル開始剤としては、過酸化水素、過硫酸ナトリウム、
過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなど通常の水溶性
ラジカル開始剤がある。 これらは、通常、アルギン酸
ゲルの調成の前に、アルギン酸塩水溶液に添加されてい
ることが可能である。 勿論、水に難溶性か、あるいは
ホに不溶性のラジカル開始剤もアルギン酸塩水溶液中に
分散されて使用されることが可能である. 即ち、これらのラジカル開始剤は、アルギン酸ゲル中に
重合性モノマーと同様に含有させられていることが可能
である。
When the proportion of the crosslinkable vinyl monomer is small, the resulting water-insoluble polymer is easily swollen by water, and when swollen by water, in the state of a so-called hydrous gel, it exhibits elasticity and has low tensile strength. On the other hand, if the ratio of crosslinkable vinyl monomer increases, the resulting water-insoluble polymer becomes difficult to swell with water, and the water-containing gel swollen with water tends to have a high tensile strength, but is brittle. become. Before polymerization, these radically polymerizable monomers are dissolved together with water-soluble alginic acid to form an alginic acid aqueous solution. may be done. The concentration of radically polymerizable monomers in the alginate aqueous solution is that of acid phospooxyethyl acnolates,
Expressed as the total amount of crosslinkable vinyl monomers, usually 0.1 to 50 wt. %, preferably 1
~20 wt. %, and in order to obtain a harder polymer, 20 to 45 wt. It is possible to set it as %. The concentration of all radically polymerizable monomers in the aqueous alginate solution is typically o. i~50 wt. %, preferably 1-20 wt. %, and 20 to 45 wt.% to obtain a harder polymer. It is possible to set it as %. In the method of this invention, a water-insoluble gel containing a radically polymerizable monomer by gelling alginate;
Hereinafter, this will be abbreviated as alginate gel and will be subjected to a polymerization reaction, and it is usually preferable to use a radical initiator in this polymerization reaction. Radical initiators used include hydrogen peroxide, sodium persulfate,
Common water-soluble radical initiators include potassium persulfate and ammonium persulfate. These can usually be added to the alginate aqueous solution before preparing the alginate gel. Of course, radical initiators that are sparingly or completely insoluble in water can also be used after being dispersed in the aqueous alginate solution. That is, these radical initiators can be contained in the alginate gel in the same way as the polymerizable monomers.

勿論、後続のラジカル重合反応前においでは、低温に保
持されるとか、低温において分解し難いラジカル開始剤
が使用されるなどのことが、考慮されて、ラジカル開始
剤の分解が抑制されることが好ましい. なお、前記し
た通り、重合反応が放射線などによって行われる場合に
は、アルギン酸ゲル中にラジカル開始剤を含有させない
こども可能である. ラジカル開始剤用量は、架橋性ビニルモノマーを含めて
ラジカル重合性ビニルモノマーに対して通常、0.Ol
〜lO%、好ましくは0.1〜5%の範囲内である。 
更に、これらのラジカル開始剤以外に、アルギン酸ゲル
の生成反応と重合反応な妨害しないものが添加されるこ
とには何ら問題がない. (発明の効果1 この発明の方法によって得られる形状の整った非水溶性
重合体は酵素活性物質の担体として使用される場合、形
状が整っていることによる利点が活用される。
Of course, before the subsequent radical polymerization reaction, consideration must be given to things such as being kept at a low temperature or using a radical initiator that is difficult to decompose at low temperatures, so that the decomposition of the radical initiator can be suppressed. preferable. As mentioned above, if the polymerization reaction is carried out using radiation or the like, it is possible to avoid containing a radical initiator in the alginate gel. Radical initiator dosages are typically 0.0000000000000 for radically polymerizable vinyl monomers, including crosslinkable vinyl monomers. Ol
-10%, preferably 0.1-5%.
Furthermore, there is no problem in adding anything other than these radical initiators that does not interfere with the alginate gel production reaction and polymerization reaction. (Effect of the Invention 1) When the well-shaped water-insoluble polymer obtained by the method of the present invention is used as a carrier for an enzyme active substance, the advantage of its well-shaped shape is utilized.

特に、アルギン酸ゲルが調製される以前の段階において
、目的とする微生物が添加されるならば微生物が包括さ
れて形状が整った非水溶性重合体とされることが可能で
あって、この微生物が利用される酵素反応に対して有効
に使用されることが可能となる. また、この発明の方法により得られる非水溶性重合体が
乾燥させられたものは、非常に吸水性が大きいために、
吸水性ボリマーとして利用可能であって、土壌改良剤、
紙おむつ、生理用ナプキンなどの衛生材料としても、形
状が整った非水溶性重合体としての特長が利用され得る
. この発明により得られた非水溶性重合体に含有されてい
るアルギン酸塩は、必要に応じて、アルギン酸ゲルを溶
解させ得る試薬と接触させられることにより除去可能で
あり、アルギン酸を含まず形状が整った非水溶性重合体
が製造され得る.また、形状が整っな所望の形状の重合
体が製造され得るのみでなく、重合に伴う重合熱の除去
が容易であり、重合反応の制御が可能となり、また重合
槽の汚れが殆どないなどの利点もある.〔実施例〕 以下に、この発明の方法を更に詳細に説明するために実
施例を挙げるが、この発明の方法はこの実施例により制
限されるものではない.実施例 アシッドホスホオキシエチルメタクリレートlog,ア
クリルアミド5g,Igの N.N’−メチレンビス(
アクリルアミド)Ig,アルギン酸ナトリウム(鴨川化
成製「ダックアルギンNSPMJ ) 2gが水に溶解
させられ全体が100 gとされて、更に5 wt.%
濃度の過硫酸アンモニウム水溶液lmI2が加えられた
水溶液が調製され、窒素ガスによりバブリングを受けた
。 テトラメチルエチレンジアミン Igと塩化カルシ
ウム 6gが300mβの水に溶解した溶液に、上記水
溶液が液温を20℃に保持されつつ窒素気流下に滴下さ
れた.生成した球状の粒子状ゲルを含む水溶液が窒素気
流下に50℃に保持されて、1時間、重合反応が続行さ
せられた結果、粒径が2 mmに揃った球状の非水溶性
の共重合体が生成した.
In particular, if target microorganisms are added at a stage before the alginate gel is prepared, it is possible to encapsulate the microorganisms and form a well-shaped water-insoluble polymer. It can be used effectively for the enzymatic reaction used. In addition, since the dried water-insoluble polymer obtained by the method of this invention has extremely high water absorption,
Can be used as a water-absorbing polymer, and can be used as a soil conditioner,
Its characteristics as a well-shaped water-insoluble polymer can also be used as sanitary materials such as disposable diapers and sanitary napkins. The alginate contained in the water-insoluble polymer obtained by this invention can be removed by contacting it with a reagent capable of dissolving the alginate gel, if necessary, so that the alginate gel does not contain alginic acid and has a uniform shape. water-insoluble polymers can be produced. In addition, not only can a polymer with a desired shape be produced, but also the heat of polymerization accompanying polymerization can be easily removed, the polymerization reaction can be controlled, and the polymerization tank is hardly contaminated. There are also advantages. [Examples] Examples are given below to explain the method of the present invention in more detail, but the method of the present invention is not limited to these Examples. Example Acid phosphooxyethyl methacrylate log, Acrylamide 5g, Ig N. N'-methylenebis(
Acrylamide) Ig, 2 g of sodium alginate (Duck Algin NSPMJ manufactured by Kamogawa Kasei) were dissolved in water to make a total of 100 g, and an additional 5 wt.%
An aqueous solution was prepared with a concentration of ammonium persulfate aqueous solution lmI2 and bubbled with nitrogen gas. The above aqueous solution was added dropwise to a solution of tetramethylethylenediamine Ig and calcium chloride 6g dissolved in 300 mβ of water under a nitrogen stream while maintaining the liquid temperature at 20°C. The aqueous solution containing the generated spherical particulate gel was kept at 50°C under a nitrogen stream and the polymerization reaction was continued for 1 hour, resulting in a spherical water-insoluble copolymer with a uniform particle size of 2 mm. A union was created.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 a)水溶性アルギン酸塩、 b)下記の式により示される燐酸エステル、▲数式、化
学式、表等があります▼ (式中の、R_1、R_2およびR3は、それぞれ、水
素、またはメチル基を示す。)、 c)二個以上のラジカル重合性ビニル基を有する架橋性
ビニルモノマー、および、 d)水溶性のラジカル重合性ビニルモノマーを、水に溶
解させるか、またはその一部を懸濁させてこの水溶液、
または懸濁液を、水溶性アルギン酸塩をゲル化する水溶
液と接触させ、形状が整った水に不溶性のゲルとして、
その後に、このゲルをラジカル重合させて、非水溶性重
合体を製造することを特徴とする形状が整った非水溶性
重合体の製造方法。
[Claims] a) Water-soluble alginate, b) Phosphate ester represented by the following formula, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (In the formula, R_1, R_2 and R3 are hydrogen, or a methyl group), c) a crosslinkable vinyl monomer having two or more radically polymerizable vinyl groups, and d) a water-soluble radically polymerizable vinyl monomer dissolved in water, or a part thereof. This aqueous solution by suspending
Alternatively, the suspension is brought into contact with an aqueous solution that gels a water-soluble alginate to form a well-shaped water-insoluble gel.
A method for producing a water-insoluble polymer with a well-defined shape, characterized in that the gel is then subjected to radical polymerization to produce a water-insoluble polymer.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002012605A (en) * 2000-06-27 2002-01-15 Kawamura Inst Of Chem Res Method for manufacturing spherical resin
JP2008291370A (en) * 2007-05-22 2008-12-04 Emiko Kawase Readily attachable kimono belt
US20110004966A1 (en) * 2007-05-08 2011-01-06 Lloyd Byron Spangle Dry blending aid
CN106543366A (en) * 2016-10-11 2017-03-29 北京石大万嘉新材料科技有限公司 It is a kind of to improve oil recovery particle form polymerization thing and preparation method thereof

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