JPH0617387B2 - Method for producing aminomethylated high molecular weight polyacrylamide - Google Patents

Method for producing aminomethylated high molecular weight polyacrylamide

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JPH0617387B2
JPH0617387B2 JP9269686A JP9269686A JPH0617387B2 JP H0617387 B2 JPH0617387 B2 JP H0617387B2 JP 9269686 A JP9269686 A JP 9269686A JP 9269686 A JP9269686 A JP 9269686A JP H0617387 B2 JPH0617387 B2 JP H0617387B2
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polyacrylamide
molecular weight
water
base polymer
intrinsic viscosity
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甚一 渡辺
正巳 佐藤
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Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は高分子量、かつ高カチオン化度のポリアクリル
アミドのアミノメチル化物の製造法に関するものであ
る。さらに詳しくは固有粘度の高低値を、それぞれ有す
る2種のポリアクリルアミドをベースポリマーとして、
一定範囲の割合で混合し、粉末油脂を添加した後、第2
級アミン水溶液を加え水膨潤ゲル体を得て、しかる後、
混練しながらアルデヒドを添加して、マンニッヒ反応を
完了後、要すれば、該水膨潤ゲル体を連続的に粉砕機に
供給して、整粒された微細片のゲル体に粉砕した後、乾
燥することを特徴とする高分子量、かつ高カチオン化度
のポリアクリルアミドのアミノメチル化物の製造法に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing an aminomethylated polyacrylamide having a high molecular weight and a high degree of cationization. More specifically, two types of polyacrylamide having high and low intrinsic viscosities are used as base polymers,
After mixing in a certain range of ratio and adding powdered fat and oil, the second
Aqueous primary amine solution is added to obtain a water-swelling gel body, and thereafter,
After completion of the Mannich reaction by adding aldehyde while kneading, if necessary, the water-swollen gel body is continuously supplied to a pulverizer and pulverized into a sized finely divided gel body, followed by drying. And a method for producing an aminomethylated polyacrylamide having a high molecular weight and a high degree of cationization.

ポリアクリルアミドのアミノメチル化物の性能上の特徴
としては、原料となるポリアクリルアミド、第2級アミ
ン、アルデヒドなどが比較的安価であり、かつ優れたカ
チオン性下水汚泥処理剤として広く用いられている。
As a characteristic feature of aminomethylated polyacrylamide, polyacrylamide, secondary amine, aldehyde, etc., which are raw materials, are relatively inexpensive and are widely used as an excellent cationic sewage sludge treatment agent.

また、紙力増強剤、ロ水性向上剤、懸濁液の沈降清澄化
剤として多用されている。
Further, it is often used as a paper-strengthening agent, a water-based improving agent, and a sedimentation-clarifying agent for suspensions.

特に最近に至って、ポリアクリルアミドのアミノメチル
化物は余剰汚泥と凝集沈澱汚泥との混合汚泥に対して、
汚泥の脱水性向上が可能なることが知られ、再び注目さ
れてきている。
Particularly recently, the aminomethylated polyacrylamide has been used for sludge mixed with excess sludge and coagulated sedimentation sludge.
It is known that it is possible to improve the dehydration property of sludge, and it is receiving attention again.

しかし、ポリアクリルアミドのアミノメチル化物は、各
種の理由によって、液体品として製造される場合が多い
が、液体品としてのポリアクリルアミドのアミノメチル
化物は比較的安定性に欠き、長期の保存が困難であり、
またその液体品濃度が低いことから、運送の効率が悪い
ことと相まって、需要の拡大が阻害されているのが現状
である。そこで、この対策として従来より、取り扱い容
易な保存性の良い粉末状または固形状のポリアクリルア
ミドのアミノメチル化物の製造を目的とする提案が、い
くつかされているが、これらの粉末状または固形状のも
のは、比較的分子量、そしてカチオン化度も共に低く、
現場使用では好ましくない粉塵舞い立ちの原因となる微
粉を含み、粒径分布も、微粉から粗粉までに及ぶなど、
溶解操作上好ましくない点があり、また水溶性が一般に
劣っていることなど性能上また使用操作上においても、
改善すべき点や、不便な点があり、これらの問題解決が
望まれていた。
However, the aminomethylated polyacrylamide is often manufactured as a liquid product for various reasons, but the aminomethylated polyacrylamide as a liquid product lacks stability and is difficult to store for a long period of time. Yes,
Further, since the liquid product concentration is low, it is the current situation that the expansion of demand is hindered due to the poor transport efficiency. Therefore, as a countermeasure against this, some proposals have been made so far for the purpose of producing an aminomethylated polyacrylamide powder or solid that is easy to handle and has good storage stability. Has a relatively low molecular weight and a low degree of cationization,
It contains fine powder that causes dust dust that is not desirable in the field, and the particle size distribution ranges from fine powder to coarse powder.
There are unfavorable points in the dissolution operation, and the water solubility is generally inferior.
There are points to be improved and inconveniences, and it has been desired to solve these problems.

本発明者らは、これら問題点を解決すべく鋭意研究の結
果、本発明に到達したものである。
The present inventors have arrived at the present invention as a result of intensive research to solve these problems.

即ち、本発明は ポリアクリルアミドを第2級アミンおよびアルデヒドで
マンニッヒ変性して、高分子量、かつ高カチオン化度の
ポリアクリルアミドのアミノメチル化物を製造するに際
して、 固有粘度が異なる高分子量および、低分子量の2種の
ポリアクリルアミドを混合し、2種の固有粘度と混合の
割合が、次式を満足するベースポリマーを選定し、 [前記式中、Xおよび[η]はベースとなる高分子
量のポリアクリルアミドの混合割合の比[−]と、その
ポリアクリルアミドの固有粘度[dl/g]であり、X
および[η]はベースとなる低分子量のポリアクリ
ルアミドの混合割合の比[−]と、そのポリアクリルア
ミドの固有粘度[dl/g]である] 前記ベースポリマーに対して2.0重量%〜5.0重
量%のサイクロデキストリンと油脂の水溶性エマルジョ
ンを粉末化したところの粉末油脂を添加し、調製された
ベースポリマーと粉末油脂の混合物に、第2級アミン水
溶液を加え、ベースポリマー濃度が30〜50重量%と
なるように、この水膨潤ゲル体にアルデヒドを加えて、
マンニッヒ反応を行ない、 要すれば、前記マンニッヒ反応物の水膨潤ゲル体を、連
続的に粉砕機に供給し、粒径0.5m/m〜1.0m/
mに整粒し、乾燥することを特徴とする高分子量、かつ
高カチオン化度のポリアクリルアミドのアミノメチル化
物の製造法を提供するものである。
That is, according to the present invention, when polyacrylamide is subjected to Mannich modification with a secondary amine and an aldehyde to produce an aminomethylated polyacrylamide having a high cationization degree, a high molecular weight and a low molecular weight having different intrinsic viscosities are obtained. 2 types of polyacrylamide are mixed, and a base polymer whose intrinsic viscosity and mixing ratio satisfy the following formula is selected, [In the above formula, X 1 and [η] 1 are the ratio [−] of the mixing ratio of the base high-molecular-weight polyacrylamide and the intrinsic viscosity [dl / g] of the polyacrylamide, and
2 and [η] 2 are the ratio [−] of the mixing ratio of the low molecular weight polyacrylamide as the base and the intrinsic viscosity [dl / g] of the polyacrylamide.] 2.0% by weight with respect to the base polymer ~ 5.0 wt% cyclodextrin and a water-soluble emulsion of fats and oils were added to powdered fats and oils, and a secondary amine aqueous solution was added to the prepared mixture of base polymer and powdered fats and oils to give a base polymer concentration. Aldehyde is added to this water-swelling gel body so that the amount becomes 30 to 50% by weight,
The Mannich reaction is performed, and if necessary, the water-swollen gel body of the Mannich reaction product is continuously supplied to a pulverizer to have a particle size of 0.5 m / m to 1.0 m / m.
The present invention provides a method for producing an aminomethylated polyacrylamide having a high molecular weight and a high degree of cationization, which comprises sizing to m and drying.

本発明により、従来技術で得られなかったところの高分
子量、かつ高カチオン化度、また好ましくい粒径分布を
有し、整粒化された、微粉を含有しない粉末状のポリア
クリルアミドのアミノメチル化物を製造することがで
き、さらには優れた水溶性を付与することもでき、さら
に有利なことに保存安定性を、より向上させることがで
きるなど、従来技術が有する種々の問題点を一挙に解決
することができたものである。
According to the present invention, aminomethyl of finely powdered polyacrylamide having a high molecular weight, a high degree of cationization, and a preferable particle size distribution, which have not been obtained in the prior art, and is sized, is obtained. Compounds can be produced, further excellent water solubility can be imparted, and storage stability can be further improved, and various problems of the prior art can be summarized at once. I was able to solve it.

前記(1)(2)および(3)式を満たす範囲の高、低
分子量をもつポリアクリルアミドの混合割合と固有粘度
として、例えば、高い分子量を有するポリアクリルアミ
ドについては、 X=0.73〜0.80 [η]=7.9〜9.1[dl/g] 一方、低い分子量を有するポリアクリルアミドについて
は X=0.27〜0.20 [η]=2.5〜4.3[dl/g] の範囲にあることが必須である。
As the mixing ratio and the intrinsic viscosity of the polyacrylamide having high and low molecular weights within the ranges satisfying the above formulas (1), (2) and (3), for example, for polyacrylamide having a high molecular weight, X 1 = 0.73 to 0.80 [η] 1 = 7.9 to 9.1 [dl / g] On the other hand, for polyacrylamide having a low molecular weight, X 2 = 0.27 to 0.20 [η] 2 = 2.5 to 4 It is indispensable to be in the range of 0.3 [dl / g].

このように、高分子量を有するポリアクリルアミドは、
無制限に高い固有粘度を選択すべきでなく、7.9〜
9.1[dl/g]の範囲にとどめておくべきであり、
高、低分子量の2種のポリアクリルアミド混合物(ベー
スポリマー)中に占める割合も、73%〜80%におさ
えるべきである。一方、低分子量ポリアクリルアミドに
ついては、固有粘度として2.5〜4.3[dl/g]
のものを選び20%〜27%の割合にとどめるべきであ
る。
Thus, polyacrylamide with high molecular weight,
Infinitely high intrinsic viscosity should not be selected,
It should be kept in the range of 9.1 [dl / g],
The proportion in the mixture of two high and low molecular weight polyacrylamides (base polymer) should also be kept at 73% to 80%. On the other hand, low molecular weight polyacrylamide has an intrinsic viscosity of 2.5 to 4.3 [dl / g].
Should be selected and should be kept at 20% to 27%.

かかる2種の固有粘度のポリアクリルアミドを、かかる
範囲で混合すると、得られたベースとしてのポリアクリ
ルアミドはマンニッヒ反応時に必要な混練操作によると
ころの分子鎖の機械的切断(分子量低下)現象を最低限
に押さえること、そして、また反応物質のポリアクリル
アミドと2級アミンそしてアルデヒドの相互接触の機会
が多くなる結果、マンニッヒ反応が円滑に進み、従来法
以上の高い値の分子量と高カチオン化度をもつポリアク
リルアミドアミノメチル化物が得られることを、見い出
したものである。
When such two types of polyacrylamide having intrinsic viscosities are mixed in such a range, the obtained polyacrylamide is used as a base, and the mechanical cleavage of the molecular chain (decrease in molecular weight) due to the kneading operation required during the Mannich reaction is minimized. As a result of increasing the chances of mutual contact between the reaction product polyacrylamide and the secondary amine and aldehyde, the Mannich reaction proceeds smoothly, and the molecular weight and cationization degree are higher than those of conventional methods. It has been found that a polyacrylamide aminomethylated product is obtained.

前記式(1)(2)、および(3)で規定される範囲を
越えて、例えば、余り高い固有粘度のポリアクリルアミ
ドのみをベースポリマーとして用いるとき、得られた水
膨潤状態のマンニッヒ変性物はことごとく水への溶解性
が悪く、好ましい水溶性を付与することができず、また
余り低い固有粘度のポリアクリルアミドのみを用いると
きは低い分子量の水膨潤状態のマンニッヒ変性物が得ら
れ、また中程度の固有粘度のポリアクリルアミドをベー
スポリマーとするときでも、中程度の分子量とカチオン
化度のマンニッヒ変性物にとどまり、所望の高分子量、
かつ高カチオン化度をもつ水膨潤状態のマンニッヒ変性
物を得ることはできない。このように、本発明の選択す
る混合割合と固有粘度の組み合せが、第1の必須要件と
なる。
Beyond the ranges defined by the above formulas (1), (2), and (3), for example, when only polyacrylamide having a too high intrinsic viscosity is used as the base polymer, the resulting Mannich modified product in a water swollen state is All of them have poor solubility in water, cannot impart favorable water solubility, and when using only polyacrylamide having a too low intrinsic viscosity, a Mannich-modified product in a water-swelling state having a low molecular weight is obtained, and a medium degree. Even when using a polyacrylamide of intrinsic viscosity of as a base polymer, it remains a Mannich modified product with a medium molecular weight and cationization degree, and a desired high molecular weight,
Moreover, it is not possible to obtain a Mannich modified product in a water-swelling state having a high degree of cationization. As described above, the combination of the mixing ratio and the intrinsic viscosity selected in the present invention is the first essential requirement.

第2は、前記第1の必須要件に加えてベースポリマーに
2.0〜5.0重量%の粉末油脂を加え均一に混合する
ことが必要である。
Second, in addition to the first essential requirement, it is necessary to add 2.0 to 5.0% by weight of powdered fat and oil to the base polymer and mix them uniformly.

本発明における粉末油脂とは、環状のオリゴ糖であり、
分子中に疎水性の空洞を有する単分子的ホスト分子[h
ost molecule]として、その空洞内に入り
込むゲスト分子[guest molecule]を、
とり込む(抱接)能力を有し、空洞内はCH結合や、エ
ーテル結合からなるジオキサンに類似した疎水的な環境
にあって、一方空洞外は水酸基の配列によって親水性に
富む性質を有するサイクロデキストリン(α、β、γ型
のいずれでも良い)と市販されている油脂、例えば、パ
ーム油(炭素数14〜18の構成脂肪酸)、またはパー
ム核油(炭素数8〜18の構成脂肪酸)、そして水を混
合し、数時間攪拌することによって、油脂の抱接物が得
られるから、それを乾燥して水分を除去することによっ
て、製造されるものである。
The powdered fat and oil in the present invention is a cyclic oligosaccharide,
Unimolecular host molecule having a hydrophobic cavity in the molecule [h
guest molecule [guest molecule] that enters into the cavity as
A cyclone that has the ability to incorporate (embrace), has a hydrophobic environment similar to dioxane consisting of CH bonds and ether bonds inside the cavity, while having a hydrophilic property outside the cavity due to the arrangement of hydroxyl groups. Dextrin (which may be any of α, β and γ type) and commercially available fats and oils, for example, palm oil (constituent fatty acid having 14 to 18 carbon atoms), or palm kernel oil (constituent fatty acid having 8 to 18 carbon atoms), Then, by mixing water and stirring for several hours, an oil and fat inclusion is obtained, which is then produced by drying it to remove water.

かくして得られた粉末油脂は白色の化学的に安定な抱接
物であり、親水性を付与され、それでいて該粉末油脂は
β−サイクロデキストリン1molとパーム油1mol
の比率の等モル抱接物の場合が一般的であるが、この等
モル抱接物に限定されることはなく、その比率は一定の
範囲であり任意に変化させ得るものである。得られた粉
末油脂は水への分散性も良好で、また抱接物の外洞のも
つ親水性によって、親水性の大幅な増加が期待できる。
The powdered fats and oils thus obtained are white, chemically stable inclusions and are rendered hydrophilic, and the powdered fats and oils are 1 mol of β-cyclodextrin and 1 mol of palm oil.
Although the equimolar clathrate having a ratio of is generally used, the equimolar clathrate is not limited to this equimolar clathrate, and the ratio is within a certain range and can be arbitrarily changed. The powdery fats and oils thus obtained have good dispersibility in water, and a large increase in hydrophilicity can be expected due to the hydrophilicity of the outer cavity of the inclusion.

次に、混練機内の前記処置を施されたベースポリマー
に、第2級アミンの水溶液を濃度が30〜50%となる
ように水を、そしてまた、ポリマーが充分に膨潤後、混
練しつつアルデヒドを加えてマンニッヒ反応を行なう。
ここで添加すべき第2級アミンとアルデヒドの割合は、
モル比で1:1が、より好ましく、またポリアクリルア
ミド:第2級アミン:アルデヒドのモル比は、通常、
1:1:1である。
Next, to the treated base polymer in the kneader, water is added so that the concentration of the secondary amine is 30 to 50%, and after the polymer is sufficiently swollen, the aldehyde is mixed while kneading. Is added to carry out the Mannich reaction.
The ratio of secondary amine and aldehyde to be added here is
A molar ratio of 1: 1 is more preferable, and a molar ratio of polyacrylamide: secondary amine: aldehyde is usually
It is 1: 1: 1.

この水膨潤したポリアクリルアミドのゲル体は、混練に
対して、最適の比率で混合された高、低分子量の混合物
であり、かつ添加した粉末油脂の有する水膨潤ポリマー
の混練に対する優れた摩擦低減効果によって、機械的分
子鎖の切断も最小にして、極めて円滑にマンニッヒ変性
を受ける。
This water-swollen polyacrylamide gel body is a mixture of high and low molecular weights mixed in an optimum ratio for kneading, and has an excellent friction-reducing effect on kneading of a water-swelling polymer contained in the powdered fat and oil added. Thereby, the Mannich denaturation is extremely smoothly performed with the mechanical chain breaking minimized.

本発明は、従来技術として、マンニッヒ変性に際して混
練を容易するために採用された種々の方法、例えば、多
量の塩をベースポリマーに水溶液として混合するもの
[USP第4.110.520号参照]や、界面活性剤
をベースポリマーに水溶液として加えるもの[特公昭5
9−50682号参照]に比較して格段に優れた混練効
果をマンニッヒ反応に与え得る。これら効果によって、
粉末としては従来得られなかった高分子量[分子量40
0万、固有粘度8.3dl/g]、かつ高カチオン化度
[カチオン化率5.9meq/g]の粉末マンニッヒ変
性物が得られる。
The present invention relates to various methods employed in the prior art for facilitating kneading in the Mannich modification, for example, a method of mixing a large amount of a salt with a base polymer as an aqueous solution [see USP 4.1110.520], , Adding a surfactant to the base polymer as an aqueous solution [Japanese Patent Publication No.
9-50682], a significantly superior kneading effect can be given to the Mannich reaction. By these effects,
High molecular weight [molecular weight 40
A powdered Mannich modified product having a viscosity of 00000, an intrinsic viscosity of 8.3 dl / g] and a high cationization degree [cationization rate of 5.9 meq / g] can be obtained.

ちなみに、従来の粉末固形状のマンニッヒ変性物の分子
量300万[固有粘度7.2dl/g]、カチオン化度
[カチオン化率3.6meq/g]という低いものであ
る。
By the way, a conventional powdered solid Mannich modified product has a low molecular weight of 3,000,000 [intrinsic viscosity of 7.2 dl / g] and a degree of cationization [cationization rate of 3.6 meq / g].

反応の終了した水膨潤状態にあるマンニッヒ変性物はゲ
ル状で柔らかいゴム弾性を示すが、本発明により、粘着
性が少なく、通常の押し出し式、例えば、排出機によっ
て、容易に混練機より連続的に取り出されるようになっ
てくる。
The Mannich modified product in a water-swelled state after the reaction shows a gel-like and soft rubber elasticity, but according to the present invention, it is less sticky and can be continuously extruded from a kneader by an ordinary extrusion method, for example, an ejector. Will be taken out.

次に、要すれば、前記マンニッヒ反応物の水膨潤ゲル体
を粉砕機に供給する。
Next, if necessary, the water-swollen gel body of the Mannich reaction product is supplied to a grinder.

粉砕機によって、水膨潤状態のマンニッヒ変性物は容易
に0.5m/m〜1.0m/mの粒径に整粒されて、粉
砕機スクリーンの穴から排出される。この粉砕機におい
ては粉砕により発生する粉砕熱は水膨潤状態のマンニッ
ヒ変性物に含まれている水の蒸発に伴い消費される蒸発
潜熱と置換され、被粉砕物の温度上昇を防ぐことができ
る。
The water-swelled Mannich modified product is easily sized to a particle size of 0.5 m / m to 1.0 m / m by the crusher and discharged from the hole of the crusher screen. In this crusher, the crushing heat generated by crushing is replaced with the latent heat of evaporation consumed by the evaporation of water contained in the Mannich modified product in a water-swelling state, and the temperature rise of the crushed object can be prevented.

所望の粒径分布に入るように粉砕されたマンニッヒ変性
物は粉砕熱により水溶性の劣化を受けることなく粉砕さ
れた後、通常の乾燥機に供給され、乾燥されるが、本発
明において注目すべきことは、被乾燥物(マンニッヒ変
性物)を、例えば、24メッシュパスと60メッシュオ
ンの間に粒径を揃えることが可能であるがために乾燥時
間を著しく短縮することができ、水溶性劣化を防止する
ことができる。即ち短時間乾燥により、乾燥加熱処理の
時間を短縮されたマンニッヒ変性物は、その分、水溶性
の劣化の機会が少なくなり水溶性を保持したまま乾燥を
早く終結できるのである。
The Mannich modified product pulverized so as to have a desired particle size distribution is pulverized without being deteriorated in water solubility by pulverization heat, and then supplied to an ordinary dryer and dried. What should be done is that the material to be dried (Mannich modified product) can be made to have the same particle size between 24 mesh pass and 60 mesh on, so that the drying time can be significantly shortened and It is possible to prevent deterioration. That is, the Mannich-modified product, which has been shortened in the drying heat treatment time by the short-time drying, has less chance of water-soluble deterioration correspondingly, and can be dried quickly while maintaining the water-solubility.

以上のように、本発明により、粉末状ポノアクリルアミ
ドのアミノメチル化物の水溶性を良好に保持するのみな
らず、長期保存安定性が格段に優れているものである。
As described above, according to the present invention, not only the water solubility of the powdery aminomethylated ponoacrylamide is maintained, but also the long-term storage stability is remarkably excellent.

以下に本発明を実施例により具体的に説明する。The present invention will be specifically described below with reference to examples.

実施例1 粉末ポリアクリルアミドの分子量の異なる2種の組み合
せよりなる表−1に示した通り、ポリアクリルアミドの
合計量800gになるように、それぞれ調合した。
Example 1 As shown in Table 1 consisting of a combination of two kinds of powdery polyacrylamide having different molecular weights, each was prepared so that the total amount of polyacrylamide would be 800 g.

粉末油脂の調製は、油脂としてパーム油[構成脂肪酸の
炭素数14〜18]もしくはパーム核油[構成脂肪酸の
炭素数8〜18]のいずれかを、サイクロデキストリン
としては、α、β、γ型のいずれかを用いて下記の処法
で調製する。
Powdered oils and fats are prepared by using either palm oil [constituent fatty acids having 14 to 18 carbon atoms] or palm kernel oil [constituent fatty acids having 8 to 18 carbon atoms] as fats and oils, and α, β and γ types as cyclodextrins. It is prepared by the following method using any of the above.

油脂:β−サイクロデキストリン:水=1:(1〜1
0):(1〜10の範囲の割合、好ましくは、油脂:β
−サイクロデキストリン:水=1:5:8の範囲の割合
で混合し、約2時間、常温で攪拌し、80℃にて通常の
乾燥器で水分を除去し、約3時間の乾燥では水分は5%
以下に減少する。ここに使用したβ−サイクロデキスト
リンは日本食品化工株式会社製商品名『セルデックス』
である。得られた乾燥物を小形粉砕機で粉砕すると白色
微粉状の粉末油脂となる。
Oil / fat: β-cyclodextrin: water = 1: (1-1
0): (ratio in the range of 1 to 10, preferably fat and oil: β
-Mix in a ratio of cyclodextrin: water = 1: 5: 8, stir at room temperature for about 2 hours, remove water with an ordinary dryer at 80 ° C, and dry for about 3 hours to remove water. 5%
Reduced to The β-cyclodextrin used here is the product name “Celdex” manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
Is. When the obtained dried product is pulverized by a small pulverizer, it becomes a white fine powdery oil and fat.

以上のようにして得られた粉末油脂32.0gを、ベー
スポリマーに混合し、ジャケット付き一軸攪拌型の10
1の容量を有するステンレス製リボンブレンダーに仕込
む。
32.0 g of the powdered fats and oils obtained as described above was mixed with the base polymer and mixed with a jacketed uniaxial stirring type 10
A stainless steel ribbon blender having a capacity of 1 is charged.

リボンブレンダーを回転させながら、水1,666gを
仕込み50%ジメチルアミン水溶液96.0gを仕込み
攪拌を約1時間続け、50℃に昇温させる。
While rotating the ribbon blender, 1,666 g of water was charged and 96.0 g of 50% dimethylamine aqueous solution was charged, and stirring was continued for about 1 hour, and the temperature was raised to 50 ° C.

さらに、30分の攪拌後、ベースポリマーは水を含む膨
潤ゲル体となる。これを攪拌を続けつつ、37%ホルマ
リン水溶液81gを50〜60℃に維持しつつ35分間
かけて滴下する。このときの固形分濃度は、ほぼ、3
1.0%に保持される。
Furthermore, after stirring for 30 minutes, the base polymer becomes a swollen gel body containing water. While continuing stirring, 81 g of a 37% aqueous formalin solution was added dropwise over 35 minutes while maintaining the temperature at 50 to 60 ° C. At this time, the solid content concentration is about 3
It is kept at 1.0%.

表−1に示す通り、固有粘度[η]=8.6[dl/
g]を有する高分子量粉末ポリアクリルアミド[分子量
約400万]と固有粘度[η]=3.8[dl/g]を
有する低分子量粉末ポリアクリルアミド[分子量約12
0万]を、各種の割合で混合したポリアクリルアミドを
ベースポリマーとして、粉末パーム油を加えて、常法に
従って調製した水膨潤状態のマンニッヒ変性物の物性値
を表−2に示した。
As shown in Table-1, intrinsic viscosity [η] 1 = 8.6 [dl /
g] and a low molecular weight powdered polyacrylamide [molecular weight of about 4,000,000] and an intrinsic viscosity [η] = 3.8 [dl / g] [molecular weight of about 12].
Table 2 shows the physical property values of the water-swollen Mannich modified product prepared by a conventional method by adding powdered palm oil to polyacrylamide, which is a mixture of polyacrylamide and various amounts of polyacrylamide.

表−2から明らかなように、水膨潤状態のマンニッヒ変
性物の水不溶分を極力少なく[実用的には0.2%以
下]、かつ固有粘度を、できるだけ高いものを得るに
は、おおむね高分子量ベースポリマーの割合としては、
=0.75〜0.80の範囲がより好ましい。かく
して低分子量ベースポリマーの割合はX=0.25〜
0.20の範囲に限定される。
As is clear from Table-2, in order to obtain a water-swelled Mannich-modified product with a water-insoluble content as small as possible [practically 0.2% or less] and an intrinsic viscosity as high as possible, it is generally high. As the ratio of the molecular weight base polymer,
The range of X 1 = 0.75 to 0.80 is more preferable. Thus, the proportion of low molecular weight base polymer is X 2 = 0.25-0.25.
It is limited to the range of 0.20.

実施例2 実施例1で得られた水膨潤状態のマンニッヒ変性物を
1.8kg/hrの速度でスクリュー式押し出し機で、粉
砕機(スクリーン孔径としては1.0mmφ程度のものを
使用)に供給する。
Example 2 The water-swelled Mannich modified product obtained in Example 1 was fed to a crusher (using a screen hole diameter of about 1.0 mmφ) with a screw type extruder at a rate of 1.8 kg / hr. To do.

粉砕機より排出された水膨潤状態にマンニッヒ変性物は
平均の径として、0.9〜1.0mmφの大きさであり、
極めて粒度が整粒され、かつ微粉含有分の皆無な粒子が
得られた。
The Mannich modified product in the water swollen state discharged from the crusher has an average diameter of 0.9 to 1.0 mmφ,
Particles having an extremely fine particle size and no fine powder content were obtained.

水分を約35.0%含有している均一粒子径を有する含
水マンニッヒ変性ゲルを100メッシュのステンレス製
金網の上に載せ、約50℃の熱風を120分間送風し水
分9.2%を含有する粉末ポリアクリルアミドのアミノ
メチル化物を得た。該粉末は200メッシュパスの微粉
含有率が0であり、16メッシュオン品〜60メッシュ
オン品の占める分率が96.5%であった。
A water-containing Mannich modified gel having a uniform particle size containing about 35.0% of water is placed on a 100 mesh stainless wire net, and hot air at about 50 ° C. is blown for 120 minutes to contain 9.2% of water. An aminomethylated product of powdered polyacrylamide was obtained. The powder had a fine powder content of 0 in 200 mesh pass, and the fraction occupied by 16 mesh on product to 60 mesh on product was 96.5%.

この粉末の分析値を表−3に示した。The analytical values of this powder are shown in Table 3.

これらの結果より、不溶解分が少なく[実用的には0.
2%以下]、固有粘度が高く、且つカチオン化率の高い
[コロイド当量値の高い]粉末ポリアクリルアミドのア
ミノメチル化物を得るためには、より好ましくは、X
=0.75〜0.80の範囲の選定が必要であることが
確認できる。
From these results, the amount of insoluble matter is small [practically 0.
2% or less], high intrinsic viscosity, and high cationization rate [high colloid equivalent value] In order to obtain an aminomethylated product of powdered polyacrylamide, it is more preferable to use X 1
It can be confirmed that it is necessary to select the range of 0.75 to 0.80.

実施例3 公知の熱重合開始剤、例えば、過硫酸アンモン−トリエ
タノールなどレドック系触媒を用いた熱重合法による分
子量の相異なる2種の粉末ポリアクリアマイドの組合せ
を、実施例1の表−1と同様にした場合でも、ほとんど
表−2と同様の結果、即ち、高分子量のベースポリマー
の割合として、X=0.75〜0.80、X=0.
25〜0.20の範囲が、極めて不溶解分の少ない、か
つ高い分子量の水膨潤状態のマンニッヒ変性ゲルを与え
ることが確認された。
Example 3 A combination of two types of powdered polyacryamide having different molecular weights by a thermal polymerization method using a known thermal polymerization initiator, for example, a redox-based catalyst such as ammonium persulfate-triethanol, was used. The results are almost the same as those shown in Table 2, that is, X 1 = 0.75 to 0.80 and X 2 = 0.
It was confirmed that the range of 25 to 0.20 gives a Mannich-modified gel in a water-swelling state having a very low insoluble content and a high molecular weight.

実施例4 実施例3[熱重合法]で得られた水膨潤状態のマンニッ
ヒ変性ゲルを実施例1[光重合法]と同じ粉砕、乾燥処
理を行なって得た粉末ポリアクリルアミドのジメチルア
ミノ化物の分析値は、表−3と同様に、 X=0.75〜0.80、X=0.25〜0.20
のとき、不溶解分=0.08〜0.10(%)と低く、
水溶性良好で、固有粘度=8.1〜8.4(dl/g)
と高く、コロイド当量値=5.8〜5.9(meg/
g)と極めて高く優れたものであった。
Example 4 The water-swollen Mannich-modified gel obtained in Example 3 [thermal polymerization method] was subjected to the same pulverization and drying treatment as in Example 1 [photopolymerization method] to obtain a dimethylamino compound of powdered polyacrylamide. The analysis values are the same as in Table-3: X 1 = 0.75 to 0.80, X 2 = 0.25 to 0.20
At the time of, the insoluble content was as low as 0.08 to 0.10 (%),
Good water solubility, intrinsic viscosity = 8.1-8.4 (dl / g)
And the colloid equivalent value = 5.8 to 5.9 (meg /
g), which was extremely high and excellent.

比較例1 従来の光重合法および熱重合法の二つのケースについ
て、ベースポリマーの高低分子量のポリアクリルアミド
を、 [η]=7.9〜9.1[dl/g] [η]=2.5〜4.3[dl/g] 以外に選び、かつ混合割合を、 X=0.73〜0.80 X=0.27〜0.20 以外の割合となし、実施例1と同一の操作により、多数
の粉末ポリアクリルアミドのアミノメチル化物を得た
が、いずれも、実施例1のNo.5の固有粘度=8.3
[dl/g]およびコロイド当量値5.9[meg/
g]を上まわるものは得られなかった。
Comparative Example 1 In both cases of the conventional photopolymerization method and thermal polymerization method, [η] 1 = 7.9 to 9.1 [dl / g] [η] 2 = the base polymer high-low molecular weight polyacrylamide was used. Other than 2.5 to 4.3 [dl / g], and the mixing ratio was set to a ratio other than X 1 = 0.73 to 0.80 X 2 = 0.27 to 0.20, and Example 1 A large number of powdered polyacrylamide aminomethylated products were obtained by the same procedure as described above, but the intrinsic viscosity of No. 5 of Example 1 was 8.3.
[Dl / g] and colloid equivalent value 5.9 [meg /
Nothing above g] was obtained.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ポリアクリルアミドを第2級アミンおよび
アルデヒドでマンニッヒ変性して、高分子量、かつ高カ
チオン化度のポリアクリルアミドのアミノメチル化物を
製造するに際して、 固有粘度が異なる高分子量および、低分子量の2種の
ポリアクリルアミドを混合し、2種の固有粘度と混合の
割合が、次式を満足するベースポリマーを選定し、 [前記式中、Xおよび[η]はベースとなる高分子
量のポリアクリルアミドの混合割合の比[−]と、その
ポリアクリルアミドの固有粘度[dl/g]であり、X
および[η]はベースとなる低分子量のポリアクリ
ルアミドの混合割合の比[−]と、そのポリアクリルア
ミドの固有粘度[dl/g]である] 前記ベースポリマーに対して2.0重量%〜5.0重
量%のサイクロデキストリンと油脂の水溶性エマルジョ
ンを粉末化したところの粉末油脂を添加し、調製された
ベースポリマーと粉末油脂の混合物に、第2級アミン水
溶液を加え、ベースポリマー濃度が30〜50重量%と
なるように、この水膨潤ゲル体にアルデヒドを加えて、
マンニッヒ反応を行ない、 要すれば、前記マンニッヒ反応物の水膨潤ゲル体を、連
続的に粉砕機に供給し、粒径0.5m/m〜1.0m/
mに整粒し、乾燥することを特徴とする高分子量、かつ
高カチオン化度のポリアクリルアミドのアミノメチル化
物の製造法。
1. When a Mannich modification of polyacrylamide with a secondary amine and an aldehyde is carried out to produce an aminomethylated polyacrylamide having a high molecular weight and a high cationization degree, a high molecular weight and a low molecular weight having different intrinsic viscosities. 2 types of polyacrylamide are mixed, and a base polymer whose intrinsic viscosity and mixing ratio satisfy the following formula is selected, [In the above formula, X 1 and [η] 1 are the ratio [−] of the mixing ratio of the base high-molecular-weight polyacrylamide and the intrinsic viscosity [dl / g] of the polyacrylamide, and
2 and [η] 2 are the ratio [−] of the mixing ratio of the low molecular weight polyacrylamide as the base and the intrinsic viscosity [dl / g] of the polyacrylamide.] 2.0% by weight with respect to the base polymer ~ 5.0 wt% cyclodextrin and a water-soluble emulsion of fats and oils were added to powdered fats and oils, and a secondary amine aqueous solution was added to the prepared mixture of base polymer and powdered fats and oils to give a base polymer concentration. Aldehyde is added to this water-swelling gel body so that the amount becomes 30 to 50% by weight,
The Mannich reaction is performed, and if necessary, the water-swollen gel body of the Mannich reaction product is continuously supplied to a pulverizer to have a particle size of 0.5 m / m to 1.0 m / m.
A method for producing an aminomethylated polyacrylamide having a high molecular weight and a high degree of cationization, which comprises sizing to m and drying.
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