JPH06234810A - ポリビニルアルコールの硫酸エステル塩の製法 - Google Patents

ポリビニルアルコールの硫酸エステル塩の製法

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JPH06234810A
JPH06234810A JP4591393A JP4591393A JPH06234810A JP H06234810 A JPH06234810 A JP H06234810A JP 4591393 A JP4591393 A JP 4591393A JP 4591393 A JP4591393 A JP 4591393A JP H06234810 A JPH06234810 A JP H06234810A
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JP
Japan
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polyvinyl alcohol
pva
alkali
aqueous solution
salt
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JP4591393A
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Makoto Oura
誠 大浦
Iehiro Kodama
家弘 小玉
Norio Nakamura
憲雄 中村
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/44Preparation of metal salts or ammonium salts

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】ポリビニルアルコールの硫酸エステル塩の製法
であり、ポリビニルアルコールとクロロスルホン酸ピリ
ジン塩とを反応させる工程、前記反応終了後、未反応の
ポリビニルアルコールを除去する工程、アルカリ水溶液
の添加によりアルカリ処理を行なう工程、及び、前記ア
ルカリ処理後、限外ろ過を行なって硫酸エステル化され
たポリビニルアルコールを得る工程、から成ることを特
徴とする。 【効果】95モル%以上の硫酸エステル化度を有するポ
リビニルアルコールの硫酸エステル塩を製造することが
でき、しかもその収率は従来法に比して約10%も高
く、経済的に極めて有利である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリビニルアルコール
の硫酸エステル塩の製法に関し、より詳細には、高収率
で且つ高エステル化度のポリビニルアルコール硫酸エス
テル塩を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリビニルアルコールの硫酸エステル
は、代表的な強酸型高分子酸であり、その塩は、高分子
電解質として、コロイド滴定用、抗レトロウィルス薬等
の用途に適用されている。
【0003】従来、ポリビニルアルコールエステル塩の
合成は、以下の工程によって行なわれていた。 クロロスルホン酸ピリジン塩(硫酸エステル化剤)の
合成 クロロスルホン酸ピリジン塩とポリビニルアルコール
との反応(硫酸エステル化) 上記で得られたポリビニルアルコール硫酸エステルの
精製(再沈澱法) アルカリ水溶液の添加(塩の合成) 上記で得られたポリビニルアルコール硫酸エステル塩
の精製(再沈澱法,イオン交換樹脂法)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の方法に
よりポリビニルアルコールエステル塩の合成を行なう場
合、及びの精製工程において、再沈澱法或いはイオ
ン交換樹脂法が採用されている。ここで再沈澱法は、大
量の溶剤が必要であり、しかも収率が低い、精製度が低
い等の欠点がある。またイオン交換樹脂法は、少量の精
製には適しているが、この精製系には過剰のアルカリが
含まれているため、樹脂の飽和が速く、量産には適して
いないという問題がある。またこれらの精製手段では、
の工程において、未反応のクロロスルホン酸ピリジン
塩及び副生物を除去することはできるが、反応系中にダ
マ状の存在している未反応のポリビニルアルコールを除
去することが困難であるという問題があり、このため、
硫酸エステル化度が95モル%以上のものを合成するこ
とが困難であった。
【0005】従って本発明の目的は、再沈澱法及びイオ
ン交換樹脂法のいずれの精製法も採用せずに、高収率で
且つ高エステル化度のポリビニルアルコール硫酸エステ
ル塩を製造する方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ポリビ
ニルアルコールと硫酸エステル化剤とを反応させる工
程、前記反応終了後、未反応のポリビニルアルコールを
除去する工程、ポリビニルアルコールの除去後、アルカ
リ水溶液の添加によりアルカリ処理を行なう工程、及
び、前記アルカリ処理後、限外ろ過を行なって硫酸エス
テル化されたポリビニルアルコールを得る工程、から成
るポリビニルアルコールの硫酸エステル塩の製法が提供
される。
【0007】硫酸エステル化剤 本発明において、硫酸エステル化剤としては、クロロス
ルホン酸ピリジン塩、三酸化イオウピリジン塩、三酸化
イオウトリアルキルアミン塩等のそれ自体公知のものを
使用することができるが、好ましくはクロロスルホン酸
ピリジン塩が使用される。尚、クロロスルホン酸ピリジ
ン塩は公知の方法によって合成することができ、例えば
−20℃以下に冷却されたピリジン中に、クロロスルホ
ン酸を攪拌しながら且つ液温が0℃以上にならないよう
にゆっくりと滴下することによって合成することができ
る。この場合、ピリジン/クロロスルホン酸の仕込みモ
ル比に特に制限はないが、クロロスルホン酸の量が多い
と固化してしまうため、通常は3.0以上とすることが好
適である。
【0008】硫酸エステル化工程 前記硫酸エステル化剤を用いてのポリビニルアルコール
の硫酸エステル化も公知の方法で行なうことができる。
例えばクロロスルホン酸ピリジン塩を用いた場合、加熱
融解したクロロスルホン酸ピリジン塩中に、ポリビニル
アルコールを攪拌しながら少量ずつ加え、所定時間反応
を行なう。反応温度は、通常、50〜100℃の範囲が
好適であり、硫酸エステル化が十分に行なわれるために
は、反応時間を30分〜7時間とする。特に好ましい反
応時間は3〜5時間であり、かかる範囲で硫酸エステル
化度が高くなり、収率も上がる。またクロロスルホン酸
ピリジン塩/ポリビニルアルコールの仕込みモル比は特
に制限はないが、取扱い上の観点から1.5以上、特に1.
5〜5.0の範囲の範囲とすることが好ましく、さらに使
いやすさの点では2〜3の範囲とすることが好ましい。
一般にポリビニルアルコール量が多すぎると、溶液の粘
度が上がり、攪拌等が困難となり、また経済性も低下
し、好ましくない。
【0009】またポリビニルアルコールとしては、目的
とする硫酸エステル塩の物性等に応じて適当なケン化
度、重合度を有するものが使用される。具体的には、80
〜100%のケン化度、100 〜3000の重合度を有するポリ
ビニルアルコールを使用することが好適である。ポリビ
ニルアルコールとクロロスルホン酸ピリジン塩との反応
は、反応の進行とともに褐色を呈し、ダマ状に分散して
いるポリビニルアルコールの量が減少していくことにな
る。
【0010】未反応ポリビニルアルコールの除去工程 上記の反応終了後、本発明においては、まず未反応のポ
リビニルアルコールの除去を行なう。この処理は、未反
応のポリビニルアルコールを取り除くことができる限り
任意のろ過装置等を用いて行うことができ、特にガラス
フィルターを用いての吸引ろ過により行なうことが好ま
しい。この場合、反応系の粘度が高いとろ過が困難とな
るので、このときには仕込みポリビニルアルコールに対
して20容量倍以内で純水を加えて粘度を50〜3000cP(2
5 ℃) に調整することによりろ過をスムーズに行なうこ
とが可能となる。粘度が低いと未反応ポリビニルアルコ
ールが水に溶解してしまい除去できないことがあるので
注意を要する。
【0011】アルカリ処理工程 上記精製処理後、得られたポリビニルアルコール硫酸エ
ステルにアルカリ水溶液を添加することにより、該硫酸
エステルのアルカリ処理を行ない、硫酸エステル塩を生
成せしめる。ここでアルカリとしては、例えば水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム等の強アルカリが目的とする
硫酸エステル塩の種類に応じて使用される。その使用量
は、一般に、用いたクロロスルホン酸ピリジン塩に対し
て過剰量、具体的には2〜3倍当量とするのが好適であ
る。ただし、アルカリがあまり過剰となると後の精製が
困難となり、また少ないとクロロスルホン酸ピリジン塩
との中和反応が起こらない。
【0012】精製工程 本発明においては、上記のアルカリ処理後、限外ろ過法
により精製処理を行なうことが極めて重要である。即
ち、アルカリ処理後の精製を再沈澱法により行なう場合
には、特に精製系が不純物濃度の高い水溶液であること
に関連して、収率の低下や精製度の低下、使用溶剤量の
増大等の問題を生じ、またイオン交換樹脂法による場合
も樹脂の再生という問題がある。
【0013】而して本発明によれば、精製系がアルカリ
処理後の不純物濃度の高い水溶液であっても限外ろ過法
を採用することにより、精製時間が若干長くなり、純水
の使用量が増大する程度の小さなリスクで、高収率でし
かも高エステル化度のものを得ることが可能となったも
のである。
【0014】本発明において採用される限外ろ過法は、
低分子(溶媒、不純物質等)は通すが、高分子(コロイ
ド粒子)は通さないので、ある一定の大きさの穴を有す
る膜(限外ろ過膜)を用いて加圧下で高分子のろ過を行
う方法である。限外ろ過に用いる限外ろ過膜としては、
公知のものを使用することができるが、本発明において
は特に強アルカリ水溶液に対して耐性を有するもの、例
えばポリエーテルスルホン系のものが好適に使用され
る。さらに、この限外ろ過膜の分画分子量は、仕込みの
ポリビニルアルコールの分子量に応じて適宜選択するこ
とができるが、一般に 1,000〜300,000 の範囲であるこ
とが好適であり、未反応物質の粒径により適宜選択す
る。この分画分子量が適性値(1,000 未満)のものを用
いると、ポリマーの損失は少ないが、ろ過スピードが遅
く、目詰まりを生じやすい。また適性値以上(300,000
より大)のものは、ポリマー自体も膜を通過してしまう
のでろ過できない。
【0015】ろ過する前のポリビニルアルコール溶液
は、粘度0.5 〜1000cP(25 ℃) 、好ましくは1〜100 cP
(25 ℃) に調整しておく。この粘度が低いと、ポリマー
濃度が小さくなり、処理スピードが遅くなる。一方、粘
度が高すぎると、膜の目詰まり、流速低下等によりやは
り処理スピードが遅くなり、好ましくない。
【0016】また、限外ろ過にあたっては、予め精製系
のアルカリ濃度を4%以下に調整しておくことが好適で
ある。アルカリ濃度が4%よりも高くなると、アルカリ
濃度が高すぎる結果として限外ろ過膜を使用することが
できない。この限外ろ過による精製は、ろ過水の電導度
が100 μs/cm以下、好ましくは10μs/cm以下になるまで
ろ過を繰り返すことが好適である。溶液が膜を通過する
圧力は、溶液の粘度等により適宜選択され、膜の破損が
ない程度に行うとよい。限外ろ過終了後、分取されたろ
過物を必要により乾燥することにより、目的とするポリ
ビニルアルコールの硫酸エステル塩が得られる。
【0017】
【実施例】実施例1 攪拌機、温度計、滴下ロート及びコンデンサーを備えた
1000mlセパラブルフラスコに、ピリジン 240gを仕込
み、−20℃まで冷却した後、クロロスルホン酸100g
を内温が0℃以上にならないようにゆっくりと滴下し
た。次いで、これを75℃まで加熱して融解し、乾燥し
たポリビニルアルコール(重合度 1700 、完全ケン化
物) 20gを徐々に加え、4時間反応を行なった。反応終
了後、これを冷却して純水 100mlを加え、よく混合した
後、G2のガラスフィルターを用いて吸引ろ過を行なっ
た。次に、10%水酸化カリウム水溶液 2000ml を加
え、室温で3時間攪拌を行なった。この水溶液を 5000m
l まで純水で希釈し、分画分子量が 50000のポリエーテ
ルスルホン系の限外ろ過膜(富士フィルター社製フィル
トロン限外ろ過装置)を用いて、ろ過水の電導度が10
μS/cm以下になるまで精製を行なった。得られたポリ
ビニルアルコールの硫酸エステル塩の硫酸エステル化
度、不純物(ピリジン硫酸塩、硫酸カリウム)の含有量
及び収率についての結果を表1に示す。
【0018】実施例2 ポリビニルアルコールとクロロスルホン酸ピリジン塩と
の反応時間を3時間とした以外は実施例1と全く同様に
してポリビニルアルコールの硫酸エステル塩の合成を行
ない、且つ実施例1と同様の測定を行なった。結果を表
1に示す。
【0019】比較例1 実施例1と全く同様にしてポリビニルアルコールとクロ
ロスルホン酸ピリジン塩との反応を行なった(反応時
間:4時間)。これに純水 100mlを加えてよく混合した
後、得られた生成物を、1400mlのエタノール/純水(容
積比:9/1)混合溶液系で溶解・再沈澱を5回繰り返
すことによって精製を行なった。次いで精製物に、10
%水酸化カリウム水溶液 600mlを加え、室温で3時間攪
拌を行なった。得られた生成物について、1430mlのメタ
ノール/アセトン(容積比:1/1)混合溶液系で溶解
・再沈澱を10回繰り返すことによって精製を行なっ
た。得られた精製物について、実施例1と同様の測定を
行なった。結果を表1に示す。
【0020】比較例2 実施例1と全く同様にしてポリビニルアルコールとクロ
ロスルホン酸ピリジン塩との反応を行なった(反応時
間:4時間)。これに純水 100mlを加えてよく混合した
後、得られた生成物を、1400mlのエタノール/純水(容
積比:9/1)混合溶液系で溶解・再沈澱を3回繰り返
すことによって精製を行なった。次いで精製物に、10
%水酸化カリウム水溶液 600mlを加え、室温で3時間攪
拌を行なった。得られた生成物について、実施例1と同
様の限外ろ過膜を用いて限外ろ過を行なった。得られた
精製物について、実施例1と同様の測定を行なった。結
果を表1に示す。
【0021】
【表1】 収率は、仕込みポリビニルアルコールの量に換算しての
値である。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、95モル%以上の硫酸
エステル化度を有するポリビニルアルコールの硫酸エス
テル塩を製造することができ、しかもその収率は従来法
に比して約10%も高く、経済的に極めて有利である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 憲雄 東京都千代田区大手町二丁目6番1号 信 越化学工業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリビニルアルコールと硫酸エステル化剤
    とを反応させる工程、 前記反応終了後、未反応のポリビニルアルコールを除去
    する工程、 ポリビニルアルコールの除去後、アルカリ水溶液の添加
    によりアルカリ処理を行なう工程、及び、 前記アルカリ処理後、限外ろ過を行なって硫酸エステル
    化されたポリビニルアルコールを得る工程、から成るポ
    リビニルアルコールの硫酸エステル塩の製法。
  2. 【請求項2】 前記硫酸エステル化剤として、クロロス
    ルホン酸ピリジン塩を使用する請求項1に記載の方法。
JP4591393A 1993-02-10 1993-02-10 ポリビニルアルコールの硫酸エステル塩の製法 Pending JPH06234810A (ja)

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