JPH05279542A - 水溶性カチオン系重合体の改質方法 - Google Patents

水溶性カチオン系重合体の改質方法

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JPH05279542A
JPH05279542A JP4109281A JP10928192A JPH05279542A JP H05279542 A JPH05279542 A JP H05279542A JP 4109281 A JP4109281 A JP 4109281A JP 10928192 A JP10928192 A JP 10928192A JP H05279542 A JPH05279542 A JP H05279542A
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JP
Japan
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ion
polymer
cationic polymer
water
soluble cationic
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JP4109281A
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Takushi Yamamoto
琢司 山本
Morio Nakamura
守男 中村
Hitoshi Tanaka
田中  均
Nobuhiro Maeda
暢浩 前田
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Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
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Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【構成】本発明は、カチオン系単量体どうしの重合体ま
たは該単量体と共重合可能な単量体との重合体である水
溶性カチオン系重合体100重量部に対して、粒子径1
0μm以下の微粒子状シリカ0.1〜5重量部を添加す
ることを特徴とする水溶性カチオン系重合体の改質方法
に関する。 【効果】本発明の改質方法を用いることにより、カチオ
ン系重合体の吸湿による問題点を解消することが可能と
なった。さらに、本発明の改質方法により得られたカチ
オン系重合体は、「ままこ現象」をも防止して、溶解速
度を向上するという利点も有しており、本発明の改質方
法は工業的・経済的に有用な方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種産業排水、下水お
よびし尿処理において発生する汚泥の凝集剤をはじめと
して、塗料、紙加工剤等種々の分野に幅広い用途を持っ
た水溶性カチオン系重合体の改質方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、凝集剤、塗料、紙加工剤等として
種々の水溶性カチオン系重合体が使用されている。社会
的にも大きな公害問題となっている各種産業廃水、下水
およびし尿等の処理時に発生する汚泥の凝集には、(メ
タ)アクリレート系カチオン系重合体が有効であること
が知られており、該重合体の産業上の価値は大きい。な
お、このような水溶性カチオン系重合体の製造方法とし
ては、例えば水溶液中での静置重合(例えば特開昭50
−39379号公報)、油中水型のエマルジョン重合
(例えば特開昭54−102388号公報)、疎水性溶
媒中での懸濁重合(例えば特開昭54−69196号お
よび特開昭55−66911号公報)等が知られてい
る。これらの水溶性カチオン系重合体は、通常水に溶解
して使用されるが、輸送コストの経済性と取り扱いの容
易さの観点から、主に粉末状にして供給されているのが
現状である。
【0003】しかしながら、カチオン系重合体の中で
も、(メタ)アクリレート系カチオン系重合体は吸湿性
が大きく、大気中の湿気を吸収することにより、粉末状
態とした重合体の粒子どうしが粘着して粉体の一部また
は全体が塊状となって(ブロッキング)、その流動性を
失ったり、使用する機械の壁面や接触部に付着すること
により、溶解性の低下および作業性の低下等といった問
題が発生する原因となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決するものである。従って、本発明の目的は、カチオ
ン系重合体の性能(凝集性・分散性)が低下することな
く、吸湿によるブロッキングを解消し、優れた流動性を
有するカチオン系重合体を提供するための、水溶性カチ
オン系重合体の改質方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決するために鋭意検討した結果、(メタ)アクリレー
ト系カチオン系重合体に微粒子状シリカを混合するとい
う簡便かつ経済的な手段によって上記目的が達成される
ことを見いだし、本発明に至った。すなわち、本発明の
要旨は、下記の一般式(1)で示されるカチオン系単量
体どうしの重合体または該単量体と共重合可能な単量体
との重合体100重量部に対して、粒子径10μm以下
の微粒子状シリカ0.1〜5重量部を添加することを特
徴とする水溶性カチオン系重合体の改質方法に関する。
【0006】
【化2】 (但し、R1 は水素原子またはメチル基、R2 およびR
3 は炭素数1〜4のアルキル基、R4 は水素原子または
炭素数1〜4のアルキル基を示し、X- はハロゲンイオ
ン、硫酸イオン、硝酸イオン、リン酸イオン、カルボン
酸イオンまたはスルホン酸イオンを示す。)
【0007】本発明において使用される(メタ)アクリ
レート系カチオン系重合体(アクリレート系およびメタ
アクリレート系の両者を指す。他の場合も同じ)として
は、例えば2−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリ
メチルアンモニウムクロライド、2−(メタ)アクリロ
イルオキシエチルトリエチルアンモニウムクロライド、
2−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメチルアン
モニウムサルフェート、2−(メタ)アクリロイルオキ
シエチルジメチルエチルアンモニウムブロマイド、2−
(メタ)アクリロイルオキシエチルジメチルエチルアン
モニウムモノエチルサルフェートなどを重合して得られ
る重合体が挙げられるが、好ましくは2−(メタ)アク
リロイルオキシエチルトリメチルアンモニウムクロライ
ドを重合して得られる重合体である。
【0008】本発明において使用される共重合可能な単
量体としては、例えばアクリルアミド、メタクリルアミ
ド、アクリル酸、2−ヒドロキシエチルメタクリレー
ト、N,N−ジメチルアクリルアミドなどが挙げられる
が、好ましくはアクリルアミド、メタクリルアミドであ
る。一般式(1)で示されるカチオン系単量体と共重合
可能な単量体の共重合比は特に限定されるものではない
が、通常、好ましくは一般式(1)で示されるカチオン
系単量体に対して、該単量体と共重合可能な単量体0〜
50モル%程度が用いられる。共重合可能な単量体が5
0モル%程度を超える場合、得られる重合体のカチオン
系重合体としての作用効果が低下するため好ましくな
い。なお、本発明において使用される単量体、重合体お
よび共重合体は、公知の方法により得られたものや市販
のものを用いることができる。
【0009】本発明に用いられる微粒子状シリカとして
は例えば、粉末状の二酸化ケイ素を主成分とするアモル
ファスシリカ、表面疎水化アモルファスシリカ等を用い
ることができる。該アモルファスシリカとしては、例え
ば、徳山曹達(株)製「トクシール」や、日本アエロジ
ル(株)製「アエロジル」等の市販品を挙げることがで
きる。本発明において使用される微粒子状シリカの粒子
径は、通常10μm以下、好ましくは1μm以下であ
る。粒子径が10μmを超えるときは、効果を発揮する
のに多量の添加が必要となるので好ましくない。
【0010】本発明において使用されるカチオン系重合
体に対する微粒子状シリカの配合量は、0.1〜5重量
部、好ましくは0.1〜2重量部程度である。0.1重
量部未満のときは、充分な効果が得られない。また、5
重量部を超えるときは添加量に見合った効果が得られな
いだけでなく、粉塵の発生やカチオン系重合体の性能の
低下等が起こるので好ましくない。本発明において使用
されるカチオン系重合体と微粒子状シリカとの混合方法
は、特に限定されるものではなく、例えば回転形混合機
(V形混合機など)や固定形混合機(ナウターミキサー
など)による機械的混合等の公知の方法および通常の粉
末混合用装置を用いることができる。
【0011】このようにして得られる、本発明の方法に
より改質された水溶性カチオン系重合体の分子量は、一
般に知られている極限粘度と分子量との関係式により求
められるが、後述の極限粘度測定方法によると[η]が
5〜13の範囲にある高粘度の重合体である。また、本
発明の方法により改質された水溶性カチオン系重合体の
カチオン化度は、後述のカチオン化度の測定方法による
測定で3.5以上であり、高カチオン化度を示すもので
ある。
【0012】
【実施例】以下、本発明を更に詳しく説明するためにカ
チオン系重合体の製造例を参考例として挙げ、次いで実
施例を挙げるが本発明はこれらの実施例により何ら限定
されるものではない。
【0013】参考例1 冷却器、窒素導入管、滴下ロートおよび撹拌翼を備えた
1Lの4ツ口セパラブルフラスコにノルマルヘプタン5
65ml、界面活性剤としてHLB=3のショ糖ジ・ト
リステアレート1.48gを添加した。一方、単量体水
溶液として2−アクリロイルオキシエチルトリメチルア
ンモニウムクロライド(75%水溶液)89.6g、ア
クリルアミド16.5gをイオン交換水103gに溶解
したもの(単量体濃度40%)、および開始剤としてア
ゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩の10%水溶
液0.88gを滴下ロートに導入した。界面活性剤を完
全に溶解した後、滴下ロート内の単量体水溶液をフラス
コに入れ窒素気流中30〜50℃で分散させた後70〜
80℃まで昇温し、この温度で1時間保温し重合した。
重合終了後、共沸還流により水を除去した後、溶剤を留
去し、150〜350μmのビーズ状のカチオン系重合
体88.4gを得た。
【0014】参考例2 単量体水溶液として2−アクリロイルオキシエチルトリ
メチルアンモニウムクロライド(75%水溶液)14
9.6gをイオン交換水74.8gに希釈したもの(単
量体濃度50%)、および開始剤としてアゾビス(2−
アミジノプロパン)2塩酸塩の10%水溶液0.22g
を使用した以外は参考例1と同様に重合を行ない、15
0〜350μmのビーズ状のカチオン系重合体121.
2gを得た。
【0015】なお、以下の実施例および比較例で得られ
た各重合体粉末の物性は、以下の3種の方法により測定
した。 〔粉体流動性〕試料10gを入れたシャーレ(100m
mφ)を、25℃、60%RH雰囲気中で1〜6時間放
置後、流動性を目視により以下の基準に従って評価し
た。 流動性評価基準 ◎:非常に良好、ブロッキングなし ○:良好、ブロッキングなし △:流動性はあるが、一部ブロッキングあり ×:流動性なし、ブロッキング大であるため塊状化した
【0016】〔極限粘度の測定〕重合体0.2gを1N
−NaCl水溶液200mlに溶解し0.1%溶液を調
製し、これをさらに1N−NaCl水溶液で希釈して、
0.075%、0.05%溶液を調製した。これらをオ
ストワルド粘度計を使用して30℃で粘度を測定し、求
めた比粘度から外挿法により極限粘度[η]を求めた。
【0017】〔カチオン化度の測定〕重合体0.2gを
イオン交換水100mlに溶解し0.2%水溶液を調製
し、これを希釈して500ppm水溶液としたもの10
mlを200mlビーカーに採取し、イオン交換水90
mlを添加した。これを希塩酸でpH4に調整した後、
トルイジンブルー指示薬溶液を添加し、1/400Nポ
リビニル硫酸カリウム水溶液で滴定してカチオン化度
(meq/g)を求めた。
【0018】実施例1 参考例1で得たカチオン系重合体粉体100重量部に対
して粒子径0.02μmの微粒子状シリカ(トクシール
P;徳山曹逹(株)製)0.5、1.0、2.0、5.
0重量部をそれぞれ添加し、粉体混合を行った。得られ
た各混合粉末試料につき、粉体流動性、極限粘度および
カチオン化度を評価した。その結果を表1および表2に
示す。表1により、いずれの添加量においてもブロッキ
ングのない、良好なカチオン系重合体であることが明ら
かとなった。また、表2により、いずれのカチオン系重
合体も高粘度でかつ高カチオン化度を示したことから、
カチオン系重合体自体の性能が十分に保持されているこ
とが明らかとなった。なお、得られた重合体の水への溶
解性も良好であった。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】実施例2 参考例1で得たカチオン系重合体粉体100重量部に対
して粒子径0.012μmの微粒子状シリカ(アエロジ
ル972(疎水性);日本アエロジル(株)製)0.
5、1.0、2.0、5.0重量部をそれぞれ添加し、
粉体混合を行った。得られた各混合粉末試料につき、粉
体流動性、極限粘度およびカチオン化度を評価した。そ
の結果を表3および表4に示す。表3により、いずれの
添加量においてもブロッキングのない、非常に良好なカ
チオン系重合体であることが明らかとなった。また、表
4により、いずれのカチオン系重合体も高粘度でかつ高
カチオン化度を示したことから、カチオン系重合体自体
の性能が十分に保持されていることが明らかとなった。
なお、得られた重合体の水への溶解性も良好であった。
【0022】
【表3】
【0023】
【表4】
【0024】実施例3 参考例2で得たカチオン系重合体粉体100重量部に対
して粒子径0.02μmの粉末状シリカ(トクシール
P;徳山曹達(株)製)を0.5、1.0、2.0、
5.0重量部をそれぞれ添加し、粉体混合を行った。得
られた各混合粉末試料につき、粉体流動性、極限粘度お
よびカチオン化度を評価した。その結果を表5および表
6に示す。表5により、いずれの添加量においてもブロ
ッキングのない、良好なカチオン系重合体であることが
明らかとなった。また、表6により、いずれのカチオン
系重合体も高粘度でかつ高カチオン化度を示したことか
ら、カチオン系重合体自体の性能が十分に保持されてい
ることが明らかとなった。なお、得られた重合体の水へ
の溶解性も良好であった。
【0025】
【表5】
【0026】
【表6】
【0027】比較例1 参考例1で得たカチオン系重合体粉体100重量部に対
して微粒子状シリカ(トクシールP;徳山曹達(株)製
またはアエロジル972;日本アエロジル(株)製)を
0.05重量部添加し、粉体混合を行った。得られた各
混合粉末試料および対照として粉末状シリカを添加して
いない試料について、粉体流動性、極限粘度およびカチ
オン化度を評価した。その結果を表7および表8に示
す。表7が示すように、微粒子状シリカ無添加の場合お
よび微粒子状シリカの添加量が0.05重量部の場合に
は、時間の経過によりブロッキングが生じた。また、極
限粘度およびカチオン化度については前記実施例1およ
び実施例2と同程度であった(表8)。
【0028】
【表7】
【0029】
【表8】
【0030】
【発明の効果】本発明の改質方法を用いることにより、
各種産業廃水、下水およびし尿処理用の凝集剤、塗料ま
たは紙加工剤等種々の分野に幅広い用途を持ったカチオ
ン系重合体の、前記のような吸湿による問題点を解消す
ることが可能となった。さらに、本発明の改質方法によ
り得られたカチオン系重合体は、粒径の小さな粉体を水
に溶解する際に起きがちな「ままこ現象」をも防止し
て、溶解速度を向上するという利点も有しており、本発
明の改質方法は工業的・経済的に有用な方法である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 3/36 C08L 33/14 LHU 7921−4J C09D 133/14 PGB 7921−4J D21H 17/37 // D21H 17/67 (72)発明者 前田 暢浩 兵庫県姫路市飾磨区入船町1番地 住友精 化株式会社第2研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記の一般式(1)で示される、カチオ
    ン系単量体どうしの重合体または該単量体と共重合可能
    な単量体との重合体である水溶性カチオン系重合体10
    0重量部に対して、粒子径10μm以下の微粒子状シリ
    カ0.1〜5重量部を添加することを特徴とする水溶性
    カチオン系重合体の改質方法。 【化1】 (但し、R1 は水素原子またはメチル基、R2 およびR
    3 は炭素数1〜4のアルキル基、R4 は水素原子または
    炭素数1〜4のアルキル基を示し、X- はハロゲンイオ
    ン、硫酸イオン、硝酸イオン、リン酸イオン、カルボン
    酸イオンまたはスルホン酸イオンを示す。)
JP4109281A 1992-04-01 1992-04-01 水溶性カチオン系重合体の改質方法 Pending JPH05279542A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10128010A (ja) * 1996-11-05 1998-05-19 Hymo Corp 浚渫泥の処理方法
KR100399335B1 (ko) * 1994-12-15 2003-12-11 하이모 가부시키가이샤 양성수용성중합체분산액,그제조방법및이를함유하는처리제

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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