JPH0525223A - 高分子量アクリロニトリル系重合体の製造方法 - Google Patents

高分子量アクリロニトリル系重合体の製造方法

Info

Publication number
JPH0525223A
JPH0525223A JP3176998A JP17699891A JPH0525223A JP H0525223 A JPH0525223 A JP H0525223A JP 3176998 A JP3176998 A JP 3176998A JP 17699891 A JP17699891 A JP 17699891A JP H0525223 A JPH0525223 A JP H0525223A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acrylonitrile
weight
polymer
polymerization
molecular weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3176998A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Nishida
耕二 西田
Katsuhei Shigeoka
勝平 重岡
Hiromi Matsusue
博美 松末
Yoshihiro Nishihara
良浩 西原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority to JP3176998A priority Critical patent/JPH0525223A/ja
Publication of JPH0525223A publication Critical patent/JPH0525223A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polymerization Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】高分子量で且つ溶剤への溶解性の著しく悪い粗
大粒子を含まない高分子量のアクリロニトリル系重合体
を製造する方法を提供する。 【構成】水を媒体として水溶性レドックス系開始剤を用
いてアクリロニトリル80〜99重量%、スルホン酸基
含有ビニルモノマー1〜5重量%、更に他のビニルモノ
マー19重量%以下のモノマー混合物を重合して重量平
均分子量50万以上のアクリロニトリル系重合体を製造
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高分子量アクリロニトリ
ル系重合体の製造方法に係り、更に詳しくは水を媒体と
する、水系懸濁重合法にて高分子量で且つ溶剤への溶解
性の良好なアクリロニトリル系重合体を製造する方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】アクリロニトリル系繊維に使用されてい
るアクリロニトリル系重合体の重量平均分子量は、通常
10万〜15万程度であり、このような重合体の工業的
製造方法としてはアクリロニトリルを主体とするモノマ
ーを、水性媒体中で水溶性重合開始剤を用いて重合する
水系懸濁重合法あるいは、アクリロニトリル系重合体を
溶解しうる有機溶媒中もしくは無機塩の水溶液中で重合
する溶液重合法が知られている。
【0003】一般に、アクリロニトリル系重合体は、ポ
リエステル、ナイロン等と比較して耐加水分解性、耐溶
剤性、耐候性がすぐれているにも拘らず、それを賦型し
て得られる繊維が衣料、インテリアの分野でしか用いら
れないのは、繊維の機械的な強度が低いためである。そ
こで資材用、補強用の繊維として、アクリル繊維を用い
るためには機械的な強度を高める必要があり、その一つ
の手段としてアクリロニトリル系重合体の分子量を高く
する方法が挙げられる。アクリロニトリル系重合体の分
子量を高くする方法については、種々の方法が提案され
ている。
【0004】たとえば、溶液重合法では、ポリマーの分
子量を上げようとしても、溶媒が連鎖移動剤として作用
するため、本質的にポリマーの分子量を高くすることは
できない。そこでこれらの溶液重合に関する問題点を解
決するために、重合溶媒としてDMF,DMAc,DM
SOとポリアクリロニトリル系重合体の貧溶媒である水
との混合溶媒を用いて溶媒への連鎖移動をおさえて重合
度を上げる方法がいくつか提案されている(特公昭36
−10996号、特公昭48−36430号、特開昭5
2−47088号各公報)。しかし、これらの方法を用
いても得られる重合体の重量平均分子量は15万未満で
あり、かつ重合系の粘性が比較的低重合率で異常に上昇
し、攪拌不能となり、重合系の制御や生産性の点で問題
がある。
【0005】また別の方法として、カルボン酸類のアル
カリ金属塩とトリアルキルアルミニウムの反応生成物を
用いて重合し、高重合度のアクリロニトリル系重合体を
製造することが知られている(特公昭47−26978
号公報)。しかし、この反応系はアニオン重合となり、
重合媒体として水が使用できず、重合操作、重合装置が
複雑となって工業化という点から問題がある。
【0006】一方、水系懸濁重合法において、高分子量
のアクリロニトリル系重合体を製造する場合、粒径が大
きく、しかもハンマーミル等の粉砕機では容易に粉砕で
きないポリマー粒子が生成する。この様な粗大粒子は粒
子中に、包含される重合開始剤に由来する不純物を、ポ
リマー洗浄工程で除去することが困難となる。更に溶剤
への溶解性が著しく悪いため水系懸濁重合法で製造でき
る高分子量のポリマーは、実質的に繊維やフィルムに賦
型することができない。しかしながら、水系懸濁重合法
は、重合速度が早く、しかも重合して得られるポリマー
の回収、精製が容易であることから、水系懸濁重合法で
高分子量のアクリロニトリル系重合体を得る方法が望ま
れている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的とすると
ころは、水系懸濁重合法を用いて、従来は困難であった
高分子量でかつ溶剤への溶解性の著しく悪い粗大粒子を
含まない高分子量のアクリロニトリル系重合体を製造す
る方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、水を媒体として、水溶性レドックス系開始剤を用
いてアクリロニトリル80〜99重量%、スルホン酸基
含有ビニルモノマー1〜5重量%、更に他のビニルモノ
マーを19重量%以下の割合で含有するモノマー混合物
を重合して、重量平均分子量50万以上のアクリロニト
リル系重合体を製造することにある。
【0009】本発明における高分子量のアクリロニトリ
ル系重合体の製造工程において、そのモノマー中のアク
リロニトリルの含有量は80〜99重量%であること
が、この重合体を賦型して得られる繊維、あるいはフィ
ルム状物質に要求される化学的特性あるいは物理的特性
の点より必要である。
【0010】本発明のアクリロニトリルと共重合せしめ
る他の重合性不飽和単量体としてはメチルアクリレート
又はメタクリレート、エチルアクリレート又はメタクリ
レート、n−又はiso−又はt−ブチルアクリレート
又はメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート
又はメタクリレート、アクリル酸、メタクリル酸、イタ
コン酸、α−クロロアクリロニトリル、2−ヒドロキシ
エチルアクリロニトリル、ヒドロキシアルキルアクリレ
ート又はメタクリレート、アクリルアミド、メタクリル
アミド、塩化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニル、酢
酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の不飽和単量体を挙げ
ることができる。
【0011】これらの重合性不飽和単量体は単独で、あ
るいは併用してアクリロニトリルと共重合せしめること
ができるがその共重合割合は19重量%以下であること
が必要である。また本発明を実施する場合には、モノマ
ー混合物中に1〜5重量%の範囲でスルホン酸基含有ビ
ニルモノマーを添加する必要がある。
【0012】その含有量が、1重量%未満の場合は、ポ
リマーの重量平均分子量を50万以上に上げることは著
しく困難となり、更に生成するポリマー中に粉砕機で粉
砕困難な粗大粒子が生成し、該ポリマーを溶剤に溶解し
ても均一なポリマー溶液を得ることができない。
【0013】また、その含有量が5重量%を越える場合
には、生成するポリマー粒子が微粒化し、ポリマー懸濁
液からポリマーを回収するための濾過工程、引き続くポ
リマーの洗浄工程での工程通過性は低下する。
【0014】本発明で用いるスルホン酸基含有ビニルモ
ノマーとしては、例えばp−スルホフェニルメタリルエ
ーテル、メタリルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチ
レンスルホン酸もしくは2−アクリルアミド−2−メチ
ルプロパンスルホン酸又はこれらのアルカリ金属塩が挙
げられる。
【0015】本発明において重合に用いる開始剤は水溶
性のレドックス系開始剤を使用する。その一例としては
過硫酸カリウム(アンモニウム)/亜硫酸水素ナトリウ
ム(アンモニウム)の組み合わせが挙げられる。開始剤
の酸化剤、還元剤の組み合わせ、ならびにその供給比率
は、目的とする重合体に応じて自由に選択することが可
能である。
【0016】本発明において、反応系内におけるモノマ
ーに対する水の重量比は、通常水系懸濁重合を行う範囲
であれば、特に限定はされない。通常単量体に対する水
の重量比率が小さくなると、反応系内の粘度が著しく高
くなり、攪拌が困難となる結果、重合温度の制御が困難
となる。一方その比率が20を越えると重量平均分子量
を50万以上に上げることが難しくなる。
【0017】水系懸濁重合において安定な重合を行わせ
るためには、攪拌効果を適度に付与することが必要であ
り、攪拌効果が不十分であると重合体粒子の分散効果が
不充分となり、団塊化を起こしたり反応槽内に重合体の
付着が生じる等から正常な重合状態を継続することがで
きなくなる。また、攪拌が強過ぎる場合には、分子量の
低下、重合率の低下を伴なうために高分子量の重合体を
得る観点から好ましくないばかりか、攪拌に要するエネ
ルギーコストの面からも損失となる。
【0018】かかる観点から、攪拌効果は、反応釜水面
に流れが観測できかつ泡を巻き込まない程度が適当であ
り望ましい。なお攪拌装置の翼形状としてはパドルもし
くはタービン翼が適当である。また、反応系内のpHは
通常のレドックス系開始剤を用いる重合で採用される範
囲であればいずれでもよいが、2.8〜3.2の範囲が
望ましい。
【0019】重合は、重合開始剤や単量体の種類によっ
て異なるが、温度コントロールの点で40℃以上の温度
で行なうのが好ましく、75℃を超えるとアクリロニト
リルの還流が著しくなり、また反応速度の暴走が生じ危
険であるので、75℃以下の温度で行なうのがよい。
【0020】重合体の重合率は、単量体に対する水の重
合比率によって変化させうるが45〜90%とするのが
よく、45%未満では反応系内での粘度が著しく高くな
り攪拌が極めて困難で重合温度のコントロールが不可能
となり、また90%を越えると重量平均分子量が50万
以上にはならない。尚、本発明の重合は、連続重合法又
はバッチ重合法いずれの方法においても実施することが
可能である。
【0021】
【発明の効果】本発明によりスルホン酸基含有モノマー
を、重合系に添加することにより、重量平均分子量50
万以上の高分子量アクリロニトリル系重合体でかつ粗大
粒子を含まず、したがって溶剤への溶解性が良好な、ア
クリロニトリル系重合体を供給することが可能となる。
したがって本発明によって得られる高分子量のポリマー
を用いると、特殊な紡糸方法をとらなくても高いヤング
率をもつ繊維に賦形可能である。このような高いヤング
率を有す繊維は従来の低ヤング率の繊維に比べてその強
度も高くなり、資材用繊維として利用する際にも極めて
有用であり、セメント補強材として使用する際は、その
優れた耐アルカリ性のため曲げ強度の高い硬化品とする
ことができる。
【0022】
【実施例】以下、実施例により、本発明を具体的に説明
する。なお、本実施例に記載する重量平均分子量(M
w)はジメチルホルムアミドを溶剤に使用して、25℃
における極限粘度〔η〕を測定し、次式から算出した。 〔η〕=3.35×10-4〔Mw〕0.72
【0023】実施例1 図1に示した連続重合装置を用いて、次の要領でアクリ
ロニトリルの連続重合をおこなった。重合槽中にイオン
交換水(pH=3)を、オーバーフロー出口まで仕込
み、アクリロニトリル98部、メタリルスルホン酸ナト
リウム2部、過硫酸アンモニウム0.20部、亜硫酸水
素ナトリウム0.32部、第1鉄イオン3.0×10
−7部、硫酸0.003部、イオン交換水300部を供
給した。重合温度を50℃に保ち、連続的に十分攪拌を
行い、平均70分滞在させて反応を行った。
【0024】オーバーフローしたポリマー懸濁液よりポ
リマーを回収し分析した。その結果、重量平均分子量6
3万のポリマーを重合率61%で得ることができた。得
られたポリマー懸濁液を42メッシュの篩で篩別した結
果42メッシュ未通過の粗大粒子は認められなかった。
【0025】実施例2 比較例 実施例1と同様にして、但し重合条件を表1に示すよう
に変えて実験を行った。結果を表1に示した。
【0026】
【表1】
【0027】実施例3 実施例1で得た重量平均分子量63万のポリマーをジメ
チルアセトアミドに溶解しポリマー濃度10%の紡糸溶
液を得た。この紡糸溶液を350μの孔径を有する紡糸
ノズルを用いて乾湿式紡糸法にて、紡糸を行った。この
とき凝固浴はジメチルアセトアミド/水=77.5/2
2.5(wt%)、15℃の条件に設定し、また、ノズ
ル面と凝固浴の液面の距離は5mmに設定した。
【0028】こうして得た凝固糸を沸水中で8倍延伸を
施した後、油剤を付与し180℃の熱板を用いて2倍の
延伸を行い、単繊維繊度2dのアクリル繊維を得た。こ
の繊維の引張強度は12.5g/d、伸度8.1%、引
張弾性率(初期弾性率)は212g/dであった。通常
のアクリル繊維に比較して引張強度、引張弾性率ともに
かなり高い繊維を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を連続重合法により実施するに際し、最
も好ましい態様の連続重合装置の概略図である。
【符号の説明】
1 重合媒体供給口 2 重合槽 3 オーバーフロー出口 4 冷却管 5 恒温槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西原 良浩 広島県大竹市御幸町20番1号 三菱レイヨ ン株式会社大竹事業所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水を媒体として、水溶性レドックス系開
    始剤を用いてアクリロニトリル80〜99重量%、スル
    ホン酸基含有ビニルモノマー1〜5重量%、更に他のビ
    ニルモノマー19重量%以下の割合で含有するモノマー
    混合物を重合して、重量平均分子量50万以上のアクリ
    ロニトリル系重合体を製造することを特徴とする高分子
    量アクリロニトリル系重合体の製造方法。
  2. 【請求項2】 水溶性レドックス系開始剤が過硫酸カリ
    ウムもしくはアンモニウム及び亜硫酸水素ナトリウムも
    しくはアンモニウムの組合せからなる請求項1記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 スルホン酸基含有ビニルモノマーがp−
    スルホフェニルメタリルエーテル、メタリルスルホン
    酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸もしくは2
    −アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸又は
    これらのアルカリ金属塩である請求項1記載の方法。
JP3176998A 1991-07-17 1991-07-17 高分子量アクリロニトリル系重合体の製造方法 Pending JPH0525223A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3176998A JPH0525223A (ja) 1991-07-17 1991-07-17 高分子量アクリロニトリル系重合体の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3176998A JPH0525223A (ja) 1991-07-17 1991-07-17 高分子量アクリロニトリル系重合体の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0525223A true JPH0525223A (ja) 1993-02-02

Family

ID=16023392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3176998A Pending JPH0525223A (ja) 1991-07-17 1991-07-17 高分子量アクリロニトリル系重合体の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0525223A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009185273A (ja) * 2008-01-09 2009-08-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd 炭素繊維前駆体アクリル繊維用重合体粒子及び炭素繊維前駆体アクリル繊維

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009185273A (ja) * 2008-01-09 2009-08-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd 炭素繊維前駆体アクリル繊維用重合体粒子及び炭素繊維前駆体アクリル繊維

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2777832A (en) Continuous process for the polymerization of acrylonitrile
US4673716A (en) High molecular weight terpolymers of acrylamide, acrylic acid salts and alkylacrylamide
CN104372445A (zh) 一种共聚序列分布均匀的聚丙烯腈碳纤维的制备方法
JPH01500438A (ja) ラテックスの凝集方法、得られた凝集ラテックスおよび熱可塑性母材を改質して耐衝撃性をもたせるための該ラテックスの応用
US8569408B2 (en) Acrylonitrile copolymer and method for producing the same, acrylonitrile copolymer solution and polyacrylonitrile precursor fiber for carbon fiber and method for producing the same
US3781248A (en) Method of producing acrylic copolymer
JP2007197672A (ja) ポリアクリロニトリルの製造方法
JPH0525223A (ja) 高分子量アクリロニトリル系重合体の製造方法
US4694058A (en) High molecular weight terpolymers of acrylamide, acrylic acid salts and alkylacrylamide
KR860000807B1 (ko) 고분자량 아크릴로니트릴계 중합체의 제조법
CN113402658B (zh) 一种聚丙烯腈及其制备方法和应用
JP4505980B2 (ja) アクリロニトリル系重合体の製造法
US2587465A (en) Solution polymerization of acrylonitrile polymers in aqueous alcohol mixtures
US4579926A (en) Process for the formation of novel acrylamide acrylate copolymers
CA1266938A (en) Process for preparing acrylonitrile-based filaments for carbon fibers free of agglutination
JPS59196309A (ja) 高分子量の水溶性重合体及びそれを使用する凝集法
JP2012214657A (ja) 炭素繊維用アクリロニトリル系共重合体
EP0180975B2 (en) Process for producing acrylonitrile polymer
JPH11200140A (ja) アクリル系前駆体繊維の製造方法
JPH11140131A (ja) 溶解性に優れたポリアクリロニトリル系重合体粒子、その製造方法及び評価方法
Zhou et al. Popcorn-like morphology of poly (methyl methacrylate) particles formed in dispersion polymerization of methyl methacrylate
JP2014201728A (ja) アクリロニトリル系共重合体粒子とその製造方法
JP2544764B2 (ja) 高重合度ポリビニルアルコ―ル系重合体の製造方法
JPH03210309A (ja) 高分子量アクリロニトリル系重合体の製造方法
US3887676A (en) Polyvinylchloride graft vinyl chloride onto amido backbone and polyvinyl alcohol as film or fiber

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20050609

A131 Notification of reasons for refusal

Effective date: 20050719

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050914

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20051011