JPH0713093B2 - Cation exchange resin and method for producing the same - Google Patents

Cation exchange resin and method for producing the same

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JPH0713093B2
JPH0713093B2 JP63043125A JP4312588A JPH0713093B2 JP H0713093 B2 JPH0713093 B2 JP H0713093B2 JP 63043125 A JP63043125 A JP 63043125A JP 4312588 A JP4312588 A JP 4312588A JP H0713093 B2 JPH0713093 B2 JP H0713093B2
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cation exchange
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嘉則 井上
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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
    • C08F8/08Epoxidation

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、基材表面にイオン交換ラテックスを化学的に
保持させてなるラテックス型(ペリキュラー型)の陽イ
オン交換樹脂とその製造方法に関し、更に詳しくは、基
材からイオン交換ラテックスの脱離を防止した陽イオン
交換樹脂とその製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Field of Industrial Application> The present invention relates to a latex-type (pericular type) cation-exchange resin in which an ion-exchange latex is chemically held on the surface of a substrate, and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a cation exchange resin that prevents desorption of an ion exchange latex from a substrate and a method for producing the same.

<従来の技術> 高速液体クロマトグラフ(例えばイオンクロマトグラ
フ)等に使用されるイオン交換樹脂は、一般的なイオン
交換樹脂に比べイオン交換容量がかなり小さく(一般的
なイオン交換樹脂の1/10〜1/500程度)作られている。
このような低イオン交換容量のイオン交換樹脂の製造方
法は一般のイオン交換樹脂と大きく異なり特殊な製造方
法となっており、該製造方法は大きく2つに分類されて
いる。即ち、第1の製造方法は基材となる樹脂(この樹
脂自身がクロマト用充填剤であることが多い)の表面に
極微小のイオン交換ラテックスを保持させることで低イ
オン交換容量の樹脂を作る所謂ラテックス型のイオン交
換樹脂製造方法であり、第2の製造方法は基材となる樹
脂の表面官能基に直接科学的にイオン交換基を導入し低
イオン交換容量の樹脂を作る所謂化学結合型のイオン交
換樹脂製造方法である。一方、イオンクロマトグラフ、
特にサプレスト型イオンクロマトグラフにおいては、ラ
テックス型イオン交換樹脂が最も多く使用されており、
化学結合型イオン交換樹脂はノンサプレスト型イオンク
ロマトグラフで主に使用され、サプレストイオンクロマ
トグラフ用としてはほとんど市販されていない。また、
ラテックス型イオン交換樹脂は、ポリスチレンゲルやア
ンモニウム化ポリスチレンゲルを基材とし表面に静電吸
着的あるいはバインダーと称する糊で物理的に粒子径0.
01〜0.1μm程度の陽イオン交換ラテックスを保持させ
たものである。このタイプ(型)のイオン交換樹脂は、
イオン交換基が樹脂の表面にだけ高密度に存在するた
め、分離平衡が非常に速やかで高い分離能を持つという
特長がある。
<Prior art> Ion exchange resins used in high-performance liquid chromatographs (for example, ion chromatographs) have a much smaller ion exchange capacity than general ion exchange resins (1/10 of general ion exchange resins). ~ 1/500) is made.
The method for producing such an ion exchange resin having a low ion exchange capacity is a special production method, which is largely different from general ion exchange resins, and the production method is roughly classified into two. That is, in the first production method, a resin having a low ion exchange capacity is prepared by holding a very small amount of ion exchange latex on the surface of a resin as a base material (the resin itself is often a packing material for chromatography). This is a so-called latex type ion exchange resin production method, and the second production method is a so-called chemical bond type in which an ion exchange group is chemically introduced directly into the surface functional group of the base resin to produce a low ion exchange capacity resin. Of the ion exchange resin. On the other hand, an ion chromatograph,
Especially in the suppressed ion chromatograph, the latex ion exchange resin is most often used,
Chemically bonded ion exchange resins are mainly used in non-suppressed ion chromatographs, and are almost not commercially available for suppressed ion chromatographs. Also,
Latex-type ion-exchange resin is based on polystyrene gel or ammonified polystyrene gel as a base material, and has a particle size of 0.
It is one in which a cation exchange latex of about 01 to 0.1 μm is held. This type of ion exchange resin
Since the ion-exchange groups are present only in high density on the surface of the resin, the separation equilibrium is very fast and has a high resolution.

しかし、ラテックス型イオン交換樹脂はイオン交換基を
持つラテックスと基材が厳密に一体となっている充填剤
でないため、使用条件によってはイオン交換ラテックス
の脱離が起こり、分離能を低下させる蓋然性が高いとい
う欠点がある。即ち、例えば静電吸着型では移動相や試
料中のイオン強度の急激な変化で脱離する恐れがあり、
物理的吸着型では有機溶剤の混入や機械的負荷により脱
離する恐れがあるという状態である。
However, since the latex-type ion-exchange resin is not a filler in which the latex having an ion-exchange group and the base material are strictly integrated, desorption of the ion-exchange latex occurs depending on the use conditions, and there is a possibility that the separability is reduced. It has the drawback of being expensive. That is, for example, in the electrostatic adsorption type, there is a risk of desorption due to a sudden change in the ionic strength of the mobile phase or sample,
In the physical adsorption type, there is a risk of desorption due to the mixing of organic solvent or mechanical load.

<発明が解決しようとする問題点> 然るに、化学結合型充填剤(イオン交換樹脂)は、ラテ
ックス型充填剤(イオン交換樹脂)にない種々の特長わ
持ち、性能的にもラテックス型充填剤の遜色のないもの
ができているが、分離性能や分離特性の点で必ずしもラ
テックス型充填剤に置き換わるものが得られるわけでは
ない。例えば、イオン交換基の安定性については、親水
性化学結合型充填剤よりもポリスチレンを母体とし一般
的なラテックス型充填剤に使用されているイオン交換樹
脂の方が優れている。また、ラテックス型充填剤では分
離に悪影響を与えなければどのようなものでも使用でき
るため、高速化のために硬質・高耐圧性の充填剤に改良
することが容易であるが、化学結合型充填剤の場合は分
離特性を大きく変化させずに硬質・高耐圧性の充填剤に
改良することは一般に困難である。ラテックス型充填剤
はこのような利点があるため、ラテックス型充填剤は今
後も主流になると思われるが、そのためにもラテックス
の脱離のない充填剤を作ることが必要となっており、ラ
テックス型の陽イオン交換樹脂及びその製造方法が強く
要望されていた。
<Problems to be Solved by the Invention> However, the chemical bond type filler (ion exchange resin) has various characteristics which the latex type filler (ion exchange resin) does not have, and the latex type filler also has excellent performance. Although they are comparable to each other, they do not necessarily replace the latex type fillers in terms of separation performance and separation characteristics. For example, regarding the stability of the ion-exchange group, the ion-exchange resin having polystyrene as a matrix and used as a general latex-type filler is superior to the hydrophilic chemical-bonding type filler. Also, any latex type filler can be used as long as it does not adversely affect the separation, so it is easy to improve it to a hard and high pressure resistant filler for speeding up, but it is a chemical bond type filler. In the case of agents, it is generally difficult to improve them to hard and high pressure resistant fillers without significantly changing the separation characteristics. Since latex type fillers have such advantages, it is expected that latex type fillers will continue to be the mainstream in the future, but for that reason it is necessary to make fillers that do not desorb latex, The cation exchange resin and its manufacturing method have been strongly demanded.

本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、その
目的は、イオン交換ラテックスの脱離がなくイオンクロ
マトグラフ等に使用して好適なラテックス型の陽イオン
交換樹脂とこの製造方法を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a latex type cation exchange resin suitable for use in an ion chromatograph or the like without desorption of the ion exchange latex and a method for producing the same. Is intended.

<問題点を解決するための具体的な手段> このような目的を達成するために、本発明は、架橋性高
分子ゲルであってその表面にアンモニュウム基を持ちハ
ロゲン基、水酸基、若しくはエポキシ基を持つ樹脂でな
る基材と、 この基材のアンモニュウム基と静電的に吸着される陽イ
オン交換ラテックスと、 前記基材のハロゲン基、水酸基、若しくはエポキシ基と
反応して化学結合すると共に、前記基材と静電的に吸着
された陽イオン交換ラテックスを被覆して前記基材に保
持するラテックス固定高分子層と、 を具備し、前記基材から前記イオン交換ラテックスを脱
離しないようにしたことを特徴とした陽イオン交換樹
脂。
<Specific Means for Solving Problems> In order to achieve such an object, the present invention is a cross-linkable polymer gel having an ammonium group on the surface thereof, a halogen group, a hydroxyl group, or an epoxy group. A base material made of a resin having a cation exchange latex that is electrostatically adsorbed with an ammonium group of the base material, and reacts with a halogen group, a hydroxyl group, or an epoxy group of the base material to form a chemical bond, A latex-immobilized polymer layer which covers the base material and electrostatically adsorbed cation-exchange latex and holds the base material on the base material, so that the ion-exchange latex is not desorbed from the base material. A cation exchange resin characterized in that

また、陽イオン交換樹脂の製造方法において、 表面にアンモニュウム基を持ちハロゲン基、水酸基、若
しくはエポキシ基を持つ架橋性高分子ゲルを有機溶媒に
分散させる工程と、 陽イオン交換ラテックスを有機溶媒中に分散させる工程
と、 前記架橋性高分子ゲルのスラリーに前記陽イオン交換ラ
テックスの懸濁液を徐々に加え撹拌した後、このスラリ
ーに固定高分子層となる多官能エポキシ化合物を混合す
る工程と、 この混合物に反応開始剤を添加し、一定温度下で一定時
間反応させる工程と、 この反応生成物を洗浄した後、目的の対イオンに交換す
る工程と、 から作成されることを特徴としている。
Further, in the method for producing a cation exchange resin, a step of dispersing a crosslinkable polymer gel having an ammonium group on the surface and having a halogen group, a hydroxyl group, or an epoxy group in an organic solvent, and a cation exchange latex in an organic solvent. A step of dispersing, a step of gradually adding and stirring the suspension of the cation exchange latex to the slurry of the crosslinkable polymer gel, and then mixing a polyfunctional epoxy compound to be a fixed polymer layer in the slurry, It is characterized in that it is prepared from a step of adding a reaction initiator to this mixture and reacting it at a constant temperature for a predetermined time, and a step of washing the reaction product and then exchanging it with a target counterion.

<実施例> 以下、本発明について図を用いて詳しく説明する。第1
図は、本発明に係わる陽イオン交換樹脂の製造方法を説
明する工程説明図である。この図において、最初、反応
方法に合わせてアンモニウム基を持ち水酸基,ハロゲン
基,あるいはエポキシ基をもつ高分子ゲル(アンモニウ
ム基を持たない樹脂の場合は予めアンモニウム化してお
く)を用意する。次に、上記高分子ゲル(樹脂)を少量
の有機溶媒に分散させる。その後、イオン交換ラテック
スを有機溶媒中に分散させる。次に、上記高分子ゲル
(樹脂)のスラリーに上記イオン交換ラテックスの懸濁
液を徐々に加え攪拌する。その後、該スラリーに、固定
高分子層となる多官能エポキシ化合物を混合する。最後
に、反応開始触媒を添加し、一定温度下で一定時間反応
させる。このようにして得られた樹脂を有機溶媒で洗浄
後、十分に水洗し、そののち目的の対イオンに交換す
る。このようにして得られたイオン交換樹脂は適当なク
ロマト管に充填され分離カラム等として使用されてイオ
ン交換クロマトグラフィー等が行われる。
<Example> Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First
The drawings are process explanatory views for explaining the method for producing a cation exchange resin according to the present invention. In this figure, first, a polymer gel having an ammonium group and having a hydroxyl group, a halogen group, or an epoxy group is prepared in accordance with the reaction method (in the case of a resin having no ammonium group, it is ammoniumized in advance). Next, the polymer gel (resin) is dispersed in a small amount of organic solvent. Then, the ion exchange latex is dispersed in an organic solvent. Next, the suspension of the ion-exchange latex is gradually added to the polymer gel (resin) slurry and stirred. After that, a polyfunctional epoxy compound to be a fixed polymer layer is mixed with the slurry. Finally, a reaction initiation catalyst is added, and the reaction is carried out at a constant temperature for a constant time. The resin thus obtained is washed with an organic solvent, then thoroughly washed with water, and then exchanged with a desired counterion. The ion exchange resin thus obtained is packed in an appropriate chromatographic tube and used as a separation column or the like for ion exchange chromatography or the like.

上述の製造方法を具体的に従って更に詳しく説明すると
次のようになる。まず最初に、ヒドロキシアルキルメタ
クリレート系架橋高分子ゲル(粒子径12μm)2.5g(乾
燥重量)を、20mlの1N水酸化ナトリウム中に分散させ
る。このゲルスラリーにエピクロルヒドリンを2g加え、
攪拌しながら40℃の恒温槽中で2時間反応させエポキシ
基を導入する。このエポキシ化樹脂には450μmol/gのエ
ポキシ基が導入されている。エポキシ化樹脂を30%トリ
メチルアミン水溶液中に分散し、4℃の恒温槽中で3時
間攪拌してアンモニウム化を行う。この樹脂のイオン交
換容量は約300μeq/gである。この樹脂を基材樹脂とす
る。
The above-described manufacturing method will be described in more detail with reference to the following. First, 2.5 g (dry weight) of a hydroxyalkylmethacrylate-based crosslinked polymer gel (particle size: 12 μm) is dispersed in 20 ml of 1N sodium hydroxide. Add 2 g of epichlorohydrin to this gel slurry,
While stirring, the reaction is carried out in a constant temperature bath at 40 ° C for 2 hours to introduce an epoxy group. 450 μmol / g of epoxy groups were introduced into this epoxidized resin. The epoxidized resin is dispersed in a 30% aqueous solution of trimethylamine and stirred for 3 hours in a constant temperature bath at 4 ° C. for ammonium conversion. The ion exchange capacity of this resin is about 300 μeq / g. This resin is used as a base resin.

上記基材樹脂(乾燥重量約2.5g)を10mlの1,4−ジオキ
サン中に分散しスターラで攪拌しておく。このゲルスラ
リーに粒子径0.05μmのポリスチレンにスルホン基を導
入した陽イオン交換ラテックス(イオン交換容量は3.5m
eq/g)のメタノール懸濁液(ラテックス濃度2%)10ml
を加える。次いで、ラテックス固定高分子層となるジグ
リセリンポリグリシジルエーテル1.5gを加え、三フッ化
ホウ素ジエチルエーテル錯体を触媒として、45℃の振盪
器の中で5時間反応させた。反応後の樹脂をジオキサン
50mlで洗浄した後、メタノール100mlで洗浄し次いで純
水100mlで洗浄した。その後、0.5Nの硫酸中に分散さ
せ、超音波を15分かけた後ろ過した。更に、0.5Nの硫酸
50mlで洗浄した後、ろ液が中性になるまで純水で洗浄
し、100mlの純水中に分散し、遠心分離機を用いて1,000
rpmの回転数で6回デカンテーションを行った。その後
1.0Nの塩化ナトリウム中に分散し1晩放置した。このよ
うにして得られた陽イオン交換樹脂は、35μEq/gのイオ
ン交換容量を持っていた。
The above base resin (dry weight: about 2.5 g) is dispersed in 10 ml of 1,4-dioxane and stirred with a stirrer. Cation exchange latex (ion exchange capacity of 3.5 m
eq / g) methanol suspension (latex concentration 2%) 10 ml
Add. Then, 1.5 g of diglycerin polyglycidyl ether to be the latex-fixed polymer layer was added, and the mixture was reacted for 5 hours in a shaker at 45 ° C. using boron trifluoride diethyl ether complex as a catalyst. Dioxane after reaction
After washing with 50 ml, it was washed with 100 ml of methanol and then 100 ml of pure water. Then, it was dispersed in 0.5 N sulfuric acid, ultrasonic waves were applied for 15 minutes, and then filtered. Furthermore, 0.5N sulfuric acid
After washing with 50 ml, wash with pure water until the filtrate becomes neutral, disperse in 100 ml of pure water, and centrifuge to 1,000
Decantation was performed 6 times at a rotation speed of rpm. afterwards
It was dispersed in 1.0 N sodium chloride and left overnight. The cation exchange resin thus obtained had an ion exchange capacity of 35 μEq / g.

ところで、上述のようにして製造されたイオン交換樹脂
(充填剤)の構造は第2図のようになっている。第2図
において、1は例えば陰イオン交換樹脂でなる基材、2
は例えば陽イオン交換基あるいは陽イオン交換樹脂自身
でなる陽イオン交換ラテックス、3は基材1及び陽イオ
ン交換ラテックス2と例えばエーテル結合で結合してな
るラテックス固定高分子層である。第2図に示すよう
に、本発明の製造方法で製造されたイオン交換樹脂は、
基材1、イオン交換ラテックス2、ラテックス固定高分
子層3の3つで構成され、ラテックス固定高分子層3は
陽イオン交換ラテックス2が保持された樹脂(基材)1
を被覆するようになっている。また、基材1は、架橋性
高分子ゲルでその表面に次のような官能基を有している
か該官能基を導入できるものであることが必要である。
即ち、ハロゲン基,水酸基,若しくはエポキシ基を持つ
樹脂であることが必要であり、例えば、アンモニウム化
ポリヒドロキシアルキルメタクリレート,アンモニウム
化ポリビニルアルコール,アンモニウム化ポリグリシジ
ルメタクリレート,アンモニウム化ポリグリシジルエー
テル,若しくはアンモニウム化ポリクロロメチルスチレ
ン等の樹脂であることが必要である。また、直接アンモ
ニウム化あるいはエポキシ化後のアンモニウム化が可能
で該アンモニウム化後にエポキシ基、ハロゲン基または
水酸基を有する樹脂(例えばポリヒドロキシアルキルメ
タクリレート、ポリビニルアルコール、ポリグリシジル
メタクリレート、ハロゲン化ポリヒドロキシアルキルメ
タクリレート、ポリメチロールスチレン、ポリクロロメ
チルスチレン、エポキシ基、1級の水酸基、若しくはハ
ロゲン基を持つポリエーテル等)も基剤として使用可能
である。更に、イオン交換ラテックス2は、粒子径0.01
〜0.1μmの強陽イオン交換樹脂である。また、、イオ
ン交換ラテックス2の母体はポリスチレン系でもポリメ
タクリレート系でもよいが、耐アルカリ性のよいイオン
交換樹脂を必要とするときはポリスチレン系の方が好ま
しい。また、陽イオン交換ラテックス2の形状は必ずし
も球状であることはなく破砕型でもよい。一方、ラテッ
クス固定高分子層3は、基材1の水酸基、ハロゲン基あ
るいはエポキシ基と反応し、かつ基材1の表面で架橋し
ながら基材1の表面を被覆することができるモノマーよ
りなる。現実の物質としては、基剤1中の残留官能基が
水酸基やエポキシ基の場合、グリセリンポリシジルエー
テルのような多官能エポキシ化合物が好ましい。また、
残存エポキシ基を比較的持つ物質であればエポキシ化合
物のオリゴマーでもよい。更に、基材1の中の残存官能
基がハロゲン基のような場合は、ハロゲン基と反応しか
つ上記のような多官能エポキシ化合物とも反応するよう
な化合物(例えば、ポリオール化合物)と多官能エポキ
シ化合物を混合し反応させ高分子層を作ればよい。
By the way, the structure of the ion exchange resin (filler) manufactured as described above is as shown in FIG. In FIG. 2, 1 is a base material made of, for example, an anion exchange resin, 2
Is a cation exchange latex composed of, for example, a cation exchange group or a cation exchange resin itself, and 3 is a latex-immobilized polymer layer formed by bonding the base material 1 and the cation exchange latex 2 with, for example, an ether bond. As shown in FIG. 2, the ion exchange resin produced by the production method of the present invention is
The base material 1, the ion-exchange latex 2, and the latex-fixed polymer layer 3 are composed of three parts. The latex-fixed polymer layer 3 is a resin (base material) 1 on which the cation-exchange latex 2 is held.
It is designed to cover. Further, the base material 1 is required to be a crosslinkable polymer gel or to have the following functional groups on its surface or to be able to introduce the functional groups.
That is, it is necessary that the resin has a halogen group, a hydroxyl group, or an epoxy group, and examples thereof include ammonium polyhydroxyalkyl methacrylate, ammonium polyvinyl alcohol, ammonium polyglycidyl methacrylate, ammonium polyglycidyl ether, and ammonium. It must be a resin such as polychloromethylstyrene. Further, it is possible to directly ammonate or ammonified after epoxidation, and after the ammonification, an epoxy group, a resin having a halogen group or a hydroxyl group (for example, polyhydroxyalkyl methacrylate, polyvinyl alcohol, polyglycidyl methacrylate, halogenated polyhydroxyalkyl methacrylate, Polymethylol styrene, polychloromethyl styrene, an epoxy group, a primary hydroxyl group, a polyether having a halogen group, or the like) can also be used as a base. Further, the ion exchange latex 2 has a particle size of 0.01
It is a strong cation-exchange resin of 0.1 μm. The matrix of the ion-exchange latex 2 may be polystyrene-based or polymethacrylate-based, but the polystyrene-based is preferred when an ion-exchange resin having good alkali resistance is required. The shape of the cation exchange latex 2 is not necessarily spherical and may be a crushed type. On the other hand, the latex-immobilized polymer layer 3 is composed of a monomer capable of reacting with a hydroxyl group, a halogen group or an epoxy group of the base material 1 and coating the surface of the base material 1 while crosslinking the surface of the base material 1. As an actual substance, when the residual functional group in the base material 1 is a hydroxyl group or an epoxy group, a polyfunctional epoxy compound such as glycerin polysidyl ether is preferable. Also,
An oligomer of an epoxy compound may be used as long as it is a substance relatively having a residual epoxy group. Further, when the residual functional group in the base material 1 is a halogen group, a compound (for example, a polyol compound) and a polyfunctional epoxy which react with the halogen group and also with the polyfunctional epoxy compound as described above. The compound may be mixed and reacted to form a polymer layer.

一方、ラテックス固定高分子層3は前述の製造時に加え
られたモノマーが重合したものであるが、このモノマー
は基材中の表面官能基(水酸基・ハロゲン基・エポキシ
基)とも反応するため、この反応で形成されるラテック
ス固定高分子層3は基材1とも化学的に結合し固定され
ている。また、このモノマーは多官能モノマーであるた
め重合してできるラテックス固定高分子層は架橋性高分
子層である。そのため、この高分子層3が基材1より剥
離することはない。陽イオン交換ラテックス2は静電吸
着力とラテックス固定高分子層3の被覆により基材(樹
脂)1に固定されるのであるが、ラテックス固定高分子
層3を形成するためのモノマーは陽イオン交換ラテック
スの微細孔中にも浸透して重合するため、単なる被覆よ
りも強固に固定されている。本発明のイオン交換樹脂は
上述のような構造で陽イオン交換ラテックス2を保持し
ているため、有機溶剤や高イオン濃度溶液で陽イオン交
換ラテックスが脱離することはない。また、基材1,陽イ
オン交換ラテックス2,及びラテックス固定高分子層3は
化学的結合で一体となっているため、機械的負荷でも陽
イオン交換ラテックス2が脱離することはほとんどな
い。更に、ラテックス固定高分子層3は三次元的な架橋
性高分子で、基材1を強固な殻で覆っているため基材1
の膨潤・収縮の度合は小さくなり耐圧性が向上するとい
う副次的効果もある。
On the other hand, the latex-immobilized polymer layer 3 is obtained by polymerizing the monomer added during the above-mentioned production. Since this monomer also reacts with the surface functional groups (hydroxyl group / halogen group / epoxy group) in the substrate, The latex-fixed polymer layer 3 formed by the reaction is also chemically bonded and fixed to the base material 1. Since this monomer is a polyfunctional monomer, the latex-immobilized polymer layer formed by polymerization is a crosslinkable polymer layer. Therefore, the polymer layer 3 does not peel off from the base material 1. The cation exchange latex 2 is fixed to the base material (resin) 1 by the electrostatic adsorption force and the coating of the latex fixing polymer layer 3, but the monomer for forming the latex fixing polymer layer 3 is cation exchange. Since it penetrates into the fine pores of the latex and polymerizes, it is more firmly fixed than a simple coating. Since the ion exchange resin of the present invention holds the cation exchange latex 2 with the above-mentioned structure, the cation exchange latex is not desorbed by the organic solvent or the high ion concentration solution. Further, since the base material 1, the cation exchange latex 2 and the latex fixed polymer layer 3 are integrated by chemical bonding, the cation exchange latex 2 is hardly desorbed even by a mechanical load. Furthermore, the latex-immobilized polymer layer 3 is a three-dimensional crosslinkable polymer, and since the base material 1 is covered with a strong shell, the base material 1
There is also a secondary effect that the degree of swelling / shrinkage is reduced and the pressure resistance is improved.

前述のようにして製造された陽イオン交換樹脂を、内径
4.6mm、長さ100mmのステンレスカラムに充填し、酸性移
動相でイオンクロマトグラフィーを行った。このときの
分析条件は、移動相が5mMHNO3 2.0ml/minであり、測定
温度が45℃であり、検出器が導電率検出器であり、試料
濃度がLi+2ppm,Na+10ppm,NH4 +20ppm,K+20ppmであり、試
料注入量が50μである。このような分析条件下で得ら
れたクロマトグラフは、注入した試料に含まれている被
測定成分が短時間に良好なピーク形状で分離しており、
本発明の製造方法で得られる陽イオン交換樹脂で十分に
イオンクロマトグラフィーを行えるようになっていた。
また、前述の実施例で使用した基材自身(反応させる前
の樹脂)を、この実施例と同じカラムサイズのカラム
(内径4.6mm、長さ100mm)に充填したときの充填流量は
3.8ml/minであったが、反応後の樹脂は4.5ml/minで充填
が可能であった。このことは本発明の製造方法を用いる
ことにより基材の耐流量性(耐圧性)が向上したことを
意味している。これは、本発明の目的とは異なるが本発
明により得られた副次的効果であるといえる。
The cation exchange resin produced as
It was packed in a stainless steel column having a length of 4.6 mm and a length of 100 mm, and subjected to ion chromatography with an acidic mobile phase. The analysis conditions at this time were that the mobile phase was 5 mM HNO 3 2.0 ml / min, the measurement temperature was 45 ° C., the detector was a conductivity detector, and the sample concentration was Li + 2 ppm, Na + 10 ppm, NH 4 + 20ppm, K + 20ppm, sample injection amount is 50μ. The chromatograph obtained under such analysis conditions, the measured components contained in the injected sample are separated in a good peak shape in a short time,
With the cation exchange resin obtained by the production method of the present invention, ion chromatography can be sufficiently performed.
In addition, the filling flow rate when the substrate itself (resin before reaction) used in the above-mentioned example was packed in a column having the same column size as this example (inner diameter 4.6 mm, length 100 mm)
Although it was 3.8 ml / min, the resin after the reaction could be filled at 4.5 ml / min. This means that the flow resistance (pressure resistance) of the substrate was improved by using the manufacturing method of the present invention. Although this is not the purpose of the present invention, it can be said that it is a secondary effect obtained by the present invention.

更に、本発明と樹脂の陽イオン交換ラテックスの脱離に
対する安定性について調べるため、前記実施例のカラム
から充填剤を抜き出し種々の溶液中に分散しテストを行
った。即ち、最初に、有機溶媒に対する安定性を調べる
ため、抜き出した樹脂をイソプロピルアルコール中に分
散させ、50℃の恒温槽中で8時間浸盪させた。その後、
樹脂を純水で洗浄し前記実施例と同じステンレスカラム
に充填しイオンクロマトグラフィーを行った。その結
果、各イオンの保持時間には全く変化がなかった。これ
は有機溶媒中で陽イオン交換ラテックスの脱離が生じな
かったことを示している。次ぎに、同じ樹脂を1Mの塩化
ナトリウムと1Nの塩酸中に分散させ同様のテストを行っ
たが、どちらの場合も保持時間の短縮は観察されず、陽
イオン交換ラテックスが安定して基材樹脂に保持されて
いることがわかった。このような実験結果より、本発明
の樹脂の方が単なる静電吸着型より安定であることがわ
かる。尚、従来のラテックス型充填剤の安定性について
は実際に検討をしているが、バインダーで保持させた充
填剤では、50%のイソプロピルアルコール中で分散処理
をすると保持時間が1/3程度まで減少する。また、スタ
ーラで攪拌したり長時間振盪しているだけでも保持時間
の短縮が観察される。静電吸着型に対しての知見は余り
多くはないが、イオン強度のの高い溶液で処理すると、
糊付け型を有機溶媒処理した時ほどの減少ではないが保
持時間の短縮が観察される。また有機溶媒での安定性も
余り良くないといわれる。
Further, in order to investigate the stability of the present invention and the resin against desorption of the cation exchange latex, the packing material was extracted from the column of the above-mentioned example and dispersed in various solutions, and tested. That is, first, in order to examine the stability against an organic solvent, the extracted resin was dispersed in isopropyl alcohol and immersed in a constant temperature bath at 50 ° C. for 8 hours. afterwards,
The resin was washed with pure water, packed in the same stainless steel column as in the above-mentioned example, and subjected to ion chromatography. As a result, there was no change in the retention time of each ion. This indicates that desorption of the cation exchange latex did not occur in the organic solvent. Next, the same resin was dispersed in 1M sodium chloride and 1N hydrochloric acid, and the same test was conducted.In both cases, however, shortening of the retention time was not observed, and the cation exchange latex was stable and the base resin Found to be held. From such experimental results, it is understood that the resin of the present invention is more stable than the simple electrostatic adsorption type. In addition, although the stability of conventional latex type fillers has been actually investigated, the retention time of the fillers held by the binder is about 1/3 when dispersed in 50% isopropyl alcohol. Decrease. Also, shortening of the holding time is observed even by stirring with a stirrer or shaking for a long time. There is not much knowledge about the electrostatic adsorption type, but when treated with a solution with high ionic strength,
A reduction in retention time is observed, though not as much as when the sizing mold is treated with an organic solvent. It is also said that the stability in organic solvents is not so good.

<発明の効果> 以上詳細に説明したように本発明は、 第1の発明に記載された陽イオン交換樹脂によれば、基
材とラテックス固定高分子層を化学的に結合し、基材と
静電的に吸着された陽イオン交換ラテックスをラテック
ス固定高分子層によって被覆するようにしたものである
ため、基材からイオン交換ラテックスの脱離がなく、イ
オン交換ラテックスの脱離による分離能の低下がない。
<Effects of the Invention> As described in detail above, according to the cation exchange resin described in the first aspect of the present invention, the base material and the latex-immobilized polymer layer are chemically bonded to form a base material. Since the electrostatically adsorbed cation-exchange latex is coated with the latex-fixed polymer layer, there is no desorption of the ion-exchange latex from the substrate, and the separation ability by desorption of the ion-exchange latex is improved. There is no decline.

また、ラテックス固定高分子層は三次元的な架橋性高分
子で基材を強固な殻で覆っているために基材の膨潤、収
縮の度合いは小さくなり耐圧性が向上するという副次的
効果もある。
In addition, since the latex-immobilized polymer layer is a three-dimensional crosslinkable polymer that covers the base material with a strong shell, the degree of swelling and shrinkage of the base material is reduced, and the pressure resistance is improved. There is also.

第2の発明に記載の陽イオン交換樹脂の製造方法によれ
ば、架橋性高分子ゲルのスラリーに陽イオン交換ラテッ
クスの懸濁液を徐々に加え撹拌した後、このスラリーに
固定高分子となる多官能エポキシ化合物を混合するよう
にしているので、陽イオン交換ラテックスが基材の回り
に位置した状態の時に、ラテックス固定高分子層を基材
と反応させるため表面側に陽イオン交換ラテックスを設
けることができ交換能力の良い陽イオン交換樹脂を得る
ことができる。
According to the method for producing a cation exchange resin described in the second invention, a suspension of a cation exchange latex is gradually added to a slurry of a crosslinkable polymer gel and stirred, and then this slurry becomes a fixed polymer. Since the polyfunctional epoxy compound is mixed, when the cation exchange latex is located around the substrate, the cation exchange latex is provided on the surface side in order to react the latex fixing polymer layer with the substrate. It is possible to obtain a cation exchange resin having good exchange ability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明実施例に係わる製法説明図であり、第2
図は本発明実施例の方法に従って製造された陽イオン交
換樹脂の模式図である。 1……基材、2……陽イオン交換ラテックス、3……ラ
テックス固定高分子層
FIG. 1 is an explanatory view of a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
The figure is a schematic view of a cation exchange resin produced according to the method of the present invention. 1 ... Substrate, 2 ... Cation exchange latex, 3 ... Latex fixed polymer layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】架橋性高分子ゲルであってその表面にアン
モニュウム基を持ちハロゲン基、水酸基、若しくはエポ
キシ基を持つ樹脂でなる基材と、 この基材のアンモニュウム基と静電的に吸着される陽イ
オン交換ラテックスと、 前記基材のハロゲン基、水酸基、若しくはエポキシ基と
反応して化学結合すると共に、前記基材と静電的に吸着
された陽イオン交換ラテックスを被覆して前記基材に保
持するラテックス固定高分子層と、 を具備し、前記基材から前記イオン交換ラテックスを脱
離しないようにしたことを特徴とした陽イオン交換樹
脂。
1. A base material, which is a crosslinkable polymer gel and has a resin having an ammonium group, a halogen group, a hydroxyl group, or an epoxy group on its surface, and an electrostatic adsorption with the ammonium group of the base material. And a cation-exchange latex which reacts with a halogen group, a hydroxyl group, or an epoxy group of the base material to chemically bond with the base material, and the base material is coated with the cation-exchange latex electrostatically adsorbed to the base material. A cation exchange resin, comprising: a latex-fixing polymer layer retained on the substrate, and the ion exchange latex not to be desorbed from the substrate.
【請求項2】陽イオン交換樹脂の製造方法において、 表面にアンモニュウム基を持ちハロゲン基、水酸基、若
しくはエポキシ基を持つ架橋性高分子ゲルを有機溶媒に
分散させる工程と、 陽イオン交換ラテックスを有機溶媒中に分散させる工程
と、 前記架橋性高分子ゲルのスラリーに前記陽イオン交換ラ
テックスの懸濁液を徐々に加え撹拌した後、このスラリ
ーに固定高分子層となる多官能エポキシ化合物を混合す
る工程と、 この混合物に反応開始剤を添加し、一定温度下で一定時
間反応させる工程と、 この反応生成物を洗浄した後、目的の対イオンに交換す
る工程と、 から作製される陽イオン交換樹脂の製造方法。
2. A method for producing a cation exchange resin, the step of dispersing a crosslinkable polymer gel having an ammonium group and a halogen group, a hydroxyl group, or an epoxy group on the surface in an organic solvent, and the cation exchange latex being an organic solvent. A step of dispersing in a solvent, and a suspension of the cation exchange latex is gradually added to the slurry of the crosslinkable polymer gel and stirred, and then a polyfunctional epoxy compound to be a fixed polymer layer is mixed with this slurry. A step of adding a reaction initiator to this mixture, reacting it at a constant temperature for a certain time, and washing this reaction product, and then exchanging it with a target counterion. Resin manufacturing method.
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