JPH07300509A - Bead polymer - Google Patents

Bead polymer

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JPH07300509A
JPH07300509A JP33942094A JP33942094A JPH07300509A JP H07300509 A JPH07300509 A JP H07300509A JP 33942094 A JP33942094 A JP 33942094A JP 33942094 A JP33942094 A JP 33942094A JP H07300509 A JPH07300509 A JP H07300509A
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JP
Japan
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metha
acrylate
polymer
acid
component
Prior art date
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Pending
Application number
JP33942094A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Kobashi
利行 小橋
Hideo Naka
秀雄 中
Kimiya Takeuchi
仁也 竹内
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Japan Exlan Co Ltd
Original Assignee
Japan Exlan Co Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Exlan Co Ltd filed Critical Japan Exlan Co Ltd
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

PURPOSE:To produce a copolymer of high mechanical strength by copolymerizing glycidyl (metha)acrylate or (metha)allyl glycidyl ether and vinyl (metha)acrylate or divinyl spirobi-m-dioxane. CONSTITUTION:A bead copolymer is produced by copolymerizing glycidyl (metha)acrylate or (metha)allyl glycidyl ether (A) with 5 to 50wt.% of vinyl (metha)acrylate or divinylspirobi-m-dioxane (B) and another type of monomer, as required, in the presence of 0.2 to 2.0wt.% of an oil-soluble free-radical polymerization initiator in an aqueous solvent kept at a pH level of 2 to 9, under the conditions of agitation speed: 50 to 500rpm, temperature: 80 deg.C or lower and reaction time: 0.5 to 5hr, the product copolymer having structures cross- linked by the component (B), the epoxy group derived from the component (A) being modified to have the ring cleaved, particle size of 10mum or more and gel water content of 30 to 2000%.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野)本発明は、エポキシ基が開環変性
された液体クロマトグラフィー用ゲル、イオン交換樹
脂、プラスチック等の改質剤等として好適なビーズ状ポ
リマーに関する。 (従来の技術)エポキシ基を結合含有する重合体は、そ
の反応性により種々の官能基が導入されて多様な用途分
野に適用され得る可能性を有しており、例えば特開昭5
7−96261号公報には、グリシジルアクリレート
(GA)又はグリシジルメタクリレート(GMA)重合
体微粒子とアミノ基を有する免疫活性物質を反応させて
免疫活性微粒子を製造する技術が開示されている。該公
報によれば、単量体は溶解するが生成重合体は沈澱析出
するような媒体中で重合させ、また単量体組成と重合媒
体の選択により0.03〜10μの微粒子状GA又はG
MA重合体が得られる旨の記載がなされているが、かか
る手段においては重合媒体、洗浄等において有機溶媒を
使用するため、工業的規模においては臭気等の作業環境
や安全上留意すべき点が少なくない。また、日本化学会
誌、1979、(12)、P.1756〜1759にお
いてキレート性イオン交換樹脂製造用基体としてのGM
A球状重合体の製造法が開示されているが、球状重合体
を得るためにゼラチンと共に多量の硫酸ナトリウム及び
炭酸カルシウムを分散剤として用いており、生成重合体
から炭酸カルシウムを分解、除去するために塩酸添加、
熱水洗浄という繁雑な操作を必要としている。また、近
年液体クロマトグラフィーは単に分析手段の1つとして
利用されるに留まらず、食品工業、医薬品工業、化学工
業製品中間体の合成や精製、無機工業、繊維工業など多
くの分野で工業的な分離手段の1つとしての応用が進ん
でおり、かかる液体クロマトグラフィー用ゲルとしてデ
キストラン架橋重合体系ゲル、アクリルアミド架橋重合
体系ゲル、架橋ポリスチレン系ゲル、架橋ポリ酢酸ビニ
ル系ゲル、架橋ポリエチレングリコールジメタクリレー
ト系ゲル、シラノール・ポリオキシエチレン系ゲル等々
多岐に亘る開発がなされている。ところが、高い分離性
能、高い処理能力を有するゲルほど一般に高価であり、
例えばPharmacia Fine chemica
l社製のセファデックスゲル(デキストラン架橋重合体
系ゲル)は、性能は優れているが非常に高価であり、巨
大なカラムに大量に充填して使用する工業用途において
は問題となるところである。そこで、本発明者等は、例
えば特開昭59−232104号公報において、GA又
はGMA(以下G(M)Aという)をベースとした特に
安価で且つ高い分離性能を備えたビーズ状ポリマーにつ
いて提案した。 (発明が解決しようとする問題点)ところが、G(M)
Aをベースとしたビーズ状ポリマーも、高速液体クロマ
トグラフィー用ゲル等として使用する場合には機械的強
度が不足し、かかる機械的強度不足は、例えばアルキレ
ングリコールジビニルエステル等の架橋剤を多量に共重
合させる手段により架橋構造が密で硬く膨潤度が小さく
なり改良されることになるが、その反面でエポキシ基の
含有量の減少、親水性や分離性能の低下などの問題を派
生する。即ち、本発明の目的は、多岐に亘る用途に広く
使用でき、とりわけ高速液体クロマトグラフィー用ゲル
等として好適な優れた機械的強度と共に高い分離性能を
備えたビーズ状ポリマーを提供することである。 (問題点を解決するための手段)上述した本発明の目的
は、(メタ)アリルグリシジルエーテルと、(A) G
(M)A又は(B) 単量体全量に対し5〜50重量%
のビニル(メタ)アクリレート又はジビニルスピロビメ
タジオキサンとを主成分とする単量体を、油溶性ラジカ
ル重合開始剤を単量体全量に対し0.2〜2.0重量%
用いて水系共重合された共重合体であって、該共重合体
は(B)成分により架橋され且つ(A)成分に基づくエ
ポキシ基は開環変性されていることを特徴とするビーズ
状ポリマーによって達成される。ここで(A)成分と
(B)成分との割合は、(B)成分を共重合体重量に対
して概ね5〜50%、好ましくは5〜40%の範囲内に
設定することが必要である。該(B)成分は架橋剤であ
り、ビーズ状ポリマーを架橋共重合体にしているが、本
願に推奨する特定の架橋剤によってはじめて、本願のビ
ーズ状ポリマーを後加工変性せしめたとき、よく水に馴
染み(高ゲル水分率)それでいて高い機械的強度を有す
る、という効果を発現できるのである。なお、(A)、
(B)両成分の外に(A)成分と共重合し得る他の単量
体を適宜併用することもでき、このような単量体として
は例えばハロゲン化ビニル及びハロゲン化ビニリデン
類;アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン
酸等の不飽和カルボン酸及びこれらの塩類;(メタ)ア
クリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)
アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メ
タ)アクリル酸メトキシエチル、(メタ)アクリル酸フ
エニル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等の(メ
タ)アクリル酸エステル類;メチルビニルケトン、フエ
ニルビニルケトン、メチルイソプロペニルケトン等の不
飽和ケトン類;蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸
ビニル等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル、
エチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;アクリル
アミド及びそのアルキル置換体;ビニルスルホン酸、ア
リルスルホン酸、メタリルスルホン酸、p−スチレンス
ルホン酸等の不飽和炭化水素スルホン酸及びこれらの塩
類;スチレン、α−メチルスチレン、クロロスチレン等
のスチレン及びそのアルキルまたはハロゲン置換体;ア
リルアルコール及びそのエステル又はエーテル類;ビニ
ルピリジン、ビニルイミダゾール、ジメチルアミノエチ
ルメタクリレート等の塩基性ビニル化合物類;アクロレ
イン、メタクロレイン、シアン化ビニリデン、メタクリ
ロニトリル等のビニル化合物類等が挙げられる。上記単
量体からなるビーズ状ポリマーの製造は水系重合で行な
うが、一般にエポキシ基含有単量体を水系重合する場合
には、生成重合体の粘着性が強く凝集、合体を起こして
餅状に団塊化し易いため、単量体全量に対し0.2〜
2.0重量%の油溶性ラジカル重合開始剤を用い特定の
水溶性重合体の存在下、特定のpH及び攪拌条件下で水
系懸濁重合させる手段が好ましく採用される。なお、場
合によって多孔性構造をコントロール(特に孔径を大き
く)するために水に難溶性の有機溶剤を重合系に添加す
ることが出来る。かかる希釈剤の使用量は、充填剤の適
用分野、求められる細孔量(多孔度)や細孔径などによ
り変化させる必要があり、一義的に規定することは困難
であるが、概ね単量体と希釈剤とが重量比で10/1〜
1/10、より好ましくは、5/1〜1/5の範囲内に
なるように設定することが望ましい。また、かかる希釈
剤の種類としては重合反応に重大な影響を及ぼさない水
に難溶性の有機溶剤が使用されるが、中でも化合物中に
エポキシ基を結合含有し、かつ該エポキシ基の開環、親
水化により水溶性乃至水で容易に抽出できる化合物に変
換され得る化合物を有利に用いることができ、例えばエ
ピクロルヒドリン又は下記一般式(I)〜(III)で
示されるグリシジルエーテル類を挙げることができる。 中でもエピクロルヒドリン又は上記一般式(I)で示さ
れるグリシジルエーテルが最終生成物の分離性能、工業
的観点から希釈剤として好ましい。重合系に存在させる
水溶性重合体は、実質的にエチレン系不飽和カルボン酸
又はその塩からなる単量体単位(イ成分)とエチレン系
不飽和スルホン酸又はその塩からなる単量体単位(ロ成
分)とを結合含有する重合体であり、一般にイ成分とロ
成分とを周知の方法で共重合(特に、水を重合媒体とし
て用いる溶液重合)することにより製造することができ
る。なお、アクリル酸又はメタクリル酸のエステル類の
如き不飽和カルボン酸エステル類を共重合せしめた共重
合体を加水分解してイ成分を重合体中に導入したり、ま
た重合体のスルホン化によってロ成分を導入する等の手
法をも採用出来ることは言うまでもない。また、かかる
水溶性重合体の組成割合は、一般にイ成分/ロ成分=3
0〜80%/70〜20%の範囲にあることが望まし
く、さらに、他の単量体の種類によっては、水溶性重合
体として、イ成分およびロ成分に加えて塩化ビニリデン
の如き疎水性単量体の少量を共重合もしくはグラフト重
合せしめた水溶性重合体を使用する方がより良好なビー
ズ状ポリマーが得られる場合がある。なお、イ成分とし
ては、アクリル酸、メタクリル酸、ビニル酢酸、クロト
ン酸等の不飽和一価カルボン酸及びこれらの塩類;マレ
イン酸、フマル酸、イタコン酸、アコニット酸、シトラ
コン酸、メサコン酸等の不飽和多価カルボン酸及びこれ
らの塩等を挙げることができるが、特にビーズ状ポリマ
ー形成性の見地からメタクリル酸及びその塩からなる単
量体単位の導入が推奨される。また、ロ成分としては、
スルホン化スチレン、アリルスルホン酸、メタリルスル
ホン酸等のスルホン化不飽和炭化水素類及びこれらの
塩;メタクリル酸スルホエチルエステル、メタクリル酸
スルホプロピルエステル等のアクリル酸又はメタクリル
酸のスルホアルキルエステル類及びこれらの塩等を挙げ
ることが出来る。なお、かかる水溶性重合体の使用量と
しては、一義的に規定することは困難であるが単量体に
対して5〜50重量%用いることが望ましい。また、前
記水溶性重合体と共に重合度500〜2000、ケン化
度85〜95%のポリビニルアルコール(PVA)を単
量体に対して0.1〜5重量%併用することにより、と
りわけ良好な結果をもたらせることができる。また、油
溶性ラジカル重合開始剤としては、本発明の目的が達成
せられる限り何等限定されることなく採用することがで
きるが、好適なものとして、例えば2,2’−アゾビス
イソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチル
−バレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジ
メチルブチロニトリル)、2,2’アゾビス(2,4−
ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,
4−ジメチル−4−エトキシバレロニトリル)、2,
2’−アゾビス(2,4−ジメチル−4−n−ブトキシ
バレロニトリル)等のアゾ系化合物や、例えばラウロイ
ルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジイソ
プロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘ
キシルパーオキシジカーボネート等のジアシルパーオキ
サイド類;t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−
ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシネ
オドカノエート、t−ブチルパーオキシラウレート等の
パーオキシエステル類等の有機過酸化物を用いることが
できる。なお、かかる開始剤の使用量としては一義的に
規定することは困難であるが、単量体に対して概ね0.
2〜2.0重量%の範囲内で用いられる。また、重合系
のpHについては、酸性が強過ぎると重合反応時にエポ
キシ基の開環を惹起し、またアルカリ性が強過ぎると生
成重合体の加水分解を惹起するため、pH2〜9、好ま
しくは2〜7の範囲内に設定することが望ましい。ま
た、最終的に得られるビーズ状ポリマーの粒子径を、好
ましくは10μ以上に調節する上で重要な役割を果す攪
拌条件としては、翼の形状、邪魔板の有無、求める粒子
径等により変化させる必要があり一義的に規定すること
は困難であるが、攪拌速度は概ね50〜500r.p.
m.の範囲内に設定される。なお、翼の形状としては、
均一な粒径分布が得られ易いものとして櫂型或はタービ
ン翼が適当である。なお、重合温度としては、開始剤の
種類にもよるが、高温になるほどエポキシ基の開環反
応、或は単量体の一部が乳化されて乳化重合を起こして
ラテックス状微細重合体生成等の問題を惹起するため、
概ね80℃以下、好ましくは40〜70℃の温度範囲が
推奨される。また、重合媒体としては、工業上水を用い
ることが望ましいが、所望により水混和性有機溶媒を共
存させたり、電解質塩類を共存させてもよい。このよう
にして、未開環のエポキシ基を含有するビーズ状ポリマ
ーが形成されるが、本願発明はさらにエポキシ基を開環
変性せしめたものである。開環変性の代表例としては、
加水分解、多価アルコールの付加、アルキルアル
コールの付加、ヒドロキシカルボン酸の付加、アミ
ンの付加、メルカプタンの付加、酸性亜硫酸もしく
は亜硫酸又はそれらの塩の付加などを挙げることができ
る。なお液体クロマトグラフィー用ゲル等の適用分野に
応じて、ノニオン性親水性基の導入が求められる場合に
は〜及び法を、またイオン性親水性基を導入する
目的からは、及び法を適宜選択使用することがで
きるが、ゲル水分率の高いゲルが求められる場合には、
法は好ましくない。なお、上記〜法については、
触媒として蟻酸、酢酸、ヒドロキシ酢酸、硫酸、硝酸、
塩酸、過塩素酸等の酸;水酸化ナトリウム、水酸化カリ
ウム、アンモニア等のアルカリ、硼弗化亜鉛、三弗化硼
素エーテル醋塩、塩化亜鉛等を用い、好ましくは温度5
0℃以上の条件下で、概ね0.5〜5時間反応させるこ
とにより、工業的有利にエポキシ基の開環及び親水性基
(水酸基)の導入を図ることができる。なお、上記法
で用いる多価アルコールとしては、例えばエチレングリ
コール、プロピレングリコール、トリメチレングリコー
ル、テトラメチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、ポリプロピレングリコール等のグリコール類;グリ
セリン、1,2,3−ブタントリオール等の3価アルコ
ール類;エリトリット、ペンタエリトリット等の4価ア
ルコール類;マンニット等の5価以上のアルコール類な
どを挙げることができ、中でもグリコール類及び3価ア
ルコール類が好ましい。また上記法としては、ベンジ
ルジメチルアミン、トリブチルアミン、トリス(ジメチ
ルアミノ)メチルフェノール等の三級アミン類;トリエ
チルベンジルアンモニウムクロライド、テトラメチルア
ンモニウムクロライド等の四級アンモニウム塩類;2−
メチルイミダゾール、2−メチル−4−エチルイミダゾ
ール等のイミダゾール類などの触媒の存在下に、ヒドロ
キシ酢酸、乳酸、α、β−ジオキシイソ酪酸、グルコン
酸等のオキシモノカルボン酸類;リンゴ酸、オキシグル
タル酸、クエン酸等のモノオキシポリカルボン酸類;酒
石酸、α,β−ジオキシグルタル酸、オキシクエン酸、
トリオキシ酪酸等のポリオキシポリカルボン酸類などの
ヒドロキシカルボン酸を付加することができる。さら
に、上記法としては、アンモニア、ヒドロキシルアミ
ン、ヒドラジン、モノエタノールアミン、ジエタノール
アミン、トリエタノールアミン、2−オキシ−2−メチ
ルプロピルアミン、尿素、チオ尿素、2酸化チオ尿素等
のアミンを、また上記法としては、メチルメルカプタ
ン、モノチオエチレングリコール、チオグリコール酸、
エタンジチオール、1,4−ブタンジチオール等のメル
カプタンを、触媒を用いないでも容易に付加させること
ができる。なお、上記〜法のいずれにおいても、概
ね上記〜法と同様の温度、時間の条件を採用するこ
とができる。なお、上記のエポキシ基の開環及び親水性
基の導入反応を行なわせる媒体として水を用いる場合に
は、加水分解反応が優先的に進行して付加反応(水酸基
以外の官能基の導入)が起こりにくいため、メチルエチ
ルケトン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエ
ーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチ
レンカーボネート等の有機溶媒を使用し、均一系で、或
は場合により不均一系で反応を行なわせることが好まし
く、水を併用する場合には、水の量を必要最少限に留め
るべきである。このようにエポキシ基を開環変性する場
合には、一般に粒子径が10〜500μ、好ましくは3
0〜300μ、ゲル水分率が30〜2000%、好まし
くは50〜1000%で、液体クロマトグラフィー用ゲ
ルとして好適なビーズ状ポリマーを工業的有利に製造す
ることができる。 (発明の効果)このようにして、エポキシ基が開環変性
されおり、その水との馴染み易さがあり乍ら高耐圧性で
分離能にも優れていることから、液体クロマトグラフィ
ー用ゲルやイオン交換樹脂として好適に使用され得るビ
ーズ状ポリマーを提供し得た点が、本発明の特筆すべき
効果である。 (実施例)以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に
説明するが、本発明は、これらの実施例の記載によって
その範囲を何等限定されるものではない。なお、実施例
中、部及び百分率は特に断りのない限り重量基準で示
す。なお、ゲル水分率及び機械的強度は、下記の方法で
測定乃至算出したものである。 (1)ゲル水分率(%) 脱イオン水と十分に平衡に達したポリマー粒子を遠心効
果2000Gの遠心分離器にかけて粒子表面に付着して
いる水を除去した後、その重量(W)を測定する。次
いで該ポリマー粒子を乾燥して重量(W)を測定し、
次式によって算出した。 (2)機械的強度(Kg/cm) ビーズ状ポリマーを篩分けした100メッシュと200
メッシュの中間物を供試試料として用い、該試料を内径
2.5cm、高さ50cmのステンレス製カラムに充填
する。このカラムに、流速を変化させて脱イオン水を通
し、この時のカラム内圧力を読み取って流速−圧力線図
を求め、該線図における変曲点(耐圧限界点)の圧力を
機械的強度(Kg/cm)の値とした。 実施例 1 メタクリル酸/p−スチレンスルホン酸ソーダ=70/
30の水溶性重合体20部及びPVA(重合度100
0、ケン化度87%)2部を778部の水に溶解し、櫂
型攪拌機付き重合槽に仕込んだ。次に、GMA180部
及びジビニルスピロビメタジオキサン20部に2,2−
アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)2部及
び希釈剤としてエピクロルヒドリン150部を溶解して
重合槽に仕込み、下記第1表に示すように攪拌条件を変
化させて60℃×2時間重合(pH=3)させた。 得られたビーズ状ポリマー(No.2〜4)のゲル水分
率を測定したところ11%であった。次に、No.3の
ビーズ状ポリマーを濾過、洗浄した後、硝酸でpH=
1.5に調整した水の中に再スラリー化し、80℃×3
時間加熱処理した結果、水膨潤したビーズ状ポリマー
(No.6)が得られた。このポリマー(No.6)の
ゲル水分率は73%であった。 実施例 2 架橋剤の種類を変える外は実施例1No.6と同様にし
て、5種類のビーズ状ポリマー(No.7〜11)を作
製した。ポリマー(No.6〜11)について機械的強
度を評価した結果を、下記第2表に示す。 上表により、本発明品(6〜8)が優れた機械的強度を
備えていることが理解される。 実施例 3 架橋剤の使用量を変える外は実施例1No.6と同様に
して、5種類のビーズ状ポリマー(No.12〜16)
を作製した。ゲル水分率及び機械的強度の評価結果を第
3表に示す。 上表より、本発明品(No.13〜16)が、優れたゲ
ル水分率及び機械的強度を備えている事実が理解され
る。 実施例 4 実施例1No.6並びに実施例3No.13及び14に
ついて、下記のようにして液体クロマトグラフィー用ゲ
ルとしての性能を評価した。即ち、内径1.5cm、高
さ30cmのガラス製カラムに150メッシュと350
メッシュの中間物を充填し、該カラムにNaCl、Na
SCNを各5%含有する水溶液1ccを仕込み、溶離剤
として脱イオン水を用い、溶出速度2ml/分で操作し
て、第1〜3図に示される溶離曲線を求めた。本発明品
は、いずれも優れた分離能を備えていることが理解され
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a bead-like polymer suitable as a modifier for a liquid chromatography gel in which an epoxy group is ring-opened and modified, an ion exchange resin, a plastic and the like. . (Prior Art) A polymer containing a bond with an epoxy group has a possibility that it can be applied to various fields of application by introducing various functional groups due to its reactivity.
Japanese Patent Publication No. 7-96261 discloses a technique for producing immunoactive particles by reacting glycidyl acrylate (GA) or glycidyl methacrylate (GMA) polymer particles with an immunoactive substance having an amino group. According to the publication, polymerization is carried out in a medium in which a monomer is dissolved but a produced polymer is precipitated and precipitated, and a fine particle GA or G having a particle size of 0.03 to 10 .mu.
Although it is described that an MA polymer can be obtained, in such means, since an organic solvent is used in the polymerization medium, washing, etc., there are points to be noted on the industrial scale such as odor work environment and safety. Not a few. Also, the Chemical Society of Japan, 1979, (12), P. 1756 to 1759 GM as a substrate for producing a chelating ion exchange resin
A method for producing a spherical polymer is disclosed, but in order to obtain a spherical polymer, a large amount of sodium sulfate and calcium carbonate are used as a dispersant together with gelatin, in order to decompose and remove calcium carbonate from the produced polymer. Add hydrochloric acid to
It requires a complicated operation of hot water washing. Further, in recent years, liquid chromatography is not only used as one of analysis means, but is also industrially used in many fields such as food industry, pharmaceutical industry, synthesis and purification of intermediate products of chemical industry, inorganic industry, textile industry. Application as one of the separation means has been advanced, and as such gel for liquid chromatography, dextran cross-linked polymer gel, acrylamide cross-linked polymer gel, cross-linked polystyrene gel, cross-linked polyvinyl acetate gel, cross-linked polyethylene glycol dimethacrylate gel. Various developments have been made such as gels and silanol / polyoxyethylene gels. However, a gel having high separation performance and high processing capacity is generally expensive,
For example, Pharmacia Fine chemicala
Sephadex gel (dextran cross-linked polymer gel) manufactured by Company I has excellent performance, but is very expensive, and is a problem in industrial applications where a huge column is packed in a large amount and used. Then, the present inventors propose, for example, in JP-A-59-232104, a bead-like polymer based on GA or GMA (hereinafter referred to as G (M) A), which is particularly inexpensive and has high separation performance. did. (Problems to be solved by the invention) However, G (M)
The bead-shaped polymer based on A also has insufficient mechanical strength when used as a gel for high performance liquid chromatography, and such insufficient mechanical strength is caused by a large amount of crosslinking agent such as alkylene glycol divinyl ester. Although the cross-linking structure is dense and hard and the degree of swelling is reduced by the means for polymerizing, it is improved, but on the other hand, problems such as a decrease in the content of epoxy groups and a decrease in hydrophilicity and separation performance are caused. That is, an object of the present invention is to provide a bead-shaped polymer which can be widely used for various purposes and has excellent mechanical strength and high separation performance which are particularly suitable as a gel for high performance liquid chromatography. (Means for Solving the Problems) The above-mentioned objects of the present invention are (meth) allyl glycidyl ether and (A) G
(M) A or (B) 5 to 50% by weight based on the total amount of monomers
0.2 to 2.0% by weight of an oil-soluble radical polymerization initiator based on the total amount of the monomer containing vinyl (meth) acrylate or divinylspirobimetadoxane as a main component.
A bead-shaped polymer, which is a water-based copolymer, wherein the copolymer is cross-linked by the component (B) and the epoxy group based on the component (A) is ring-opening modified. Achieved by Here, the ratio of the component (A) to the component (B) needs to be set within the range of approximately 5 to 50%, preferably 5 to 40% of the weight of the copolymer (B). is there. The component (B) is a cross-linking agent, and the bead-like polymer is made into a cross-linking copolymer. However, when the bead-like polymer of the present application is post-processed and modified with a specific cross-linking agent recommended in the present application, water is often added. The effect of being familiar with (high gel water content) and having high mechanical strength can be exhibited. In addition, (A),
In addition to both components (B), other monomers copolymerizable with component (A) may be used in combination as appropriate. Examples of such monomers include vinyl halides and vinylidene halides; acrylic acid. Unsaturated carboxylic acids such as methacrylic acid, maleic acid and itaconic acid and salts thereof; methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, (meth)
(Meth) acrylic esters such as butyl acrylate, octyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate; methyl vinyl ketone, phenyl vinyl ketone Unsaturated ketones such as methyl isopropenyl ketone; vinyl esters such as vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate; methyl vinyl ether,
Vinyl ethers such as ethyl vinyl ether; acrylamide and its alkyl-substituted compounds; unsaturated hydrocarbon sulfonic acids such as vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, methallyl sulfonic acid, p-styrene sulfonic acid, and salts thereof; styrene, α-methyl Styrene such as styrene and chlorostyrene and alkyl or halogen substituted products thereof; allyl alcohol and its esters or ethers; basic vinyl compounds such as vinyl pyridine, vinyl imidazole and dimethylaminoethyl methacrylate; acrolein, methacrolein, vinylidene cyanide , Vinyl compounds such as methacrylonitrile, and the like. The production of a beaded polymer composed of the above monomers is carried out by water-based polymerization, but in general, when water-based polymerization of an epoxy group-containing monomer is performed, the resulting polymer is strongly sticky and aggregates to form a rice cake. Since it is easy to agglomerate, 0.2 to
A means for carrying out aqueous suspension polymerization under a specific pH and stirring conditions in the presence of a specific water-soluble polymer using 2.0% by weight of an oil-soluble radical polymerization initiator is preferably adopted. In some cases, a water-insoluble organic solvent can be added to the polymerization system in order to control the porous structure (in particular, to increase the pore size). The amount of such a diluent to be used needs to be changed depending on the application field of the filler, the required amount of pores (porosity), the diameter of the pores, etc., and it is difficult to unambiguously define it, but it is generally the monomer. And diluent in a weight ratio of 10/1 to
It is desirable to set it within the range of 1/10, more preferably 5/1 to 1/5. Further, as the type of such a diluent, a poorly water-soluble organic solvent that does not seriously affect the polymerization reaction is used. Among them, an epoxy group is contained in the compound, and the ring-opening of the epoxy group, A compound that can be converted into a water-soluble compound that can be easily extracted with water by hydrophilization can be advantageously used, and examples thereof include epichlorohydrin or glycidyl ethers represented by the following general formulas (I) to (III). . Among them, epichlorohydrin or glycidyl ether represented by the above general formula (I) is preferable as a diluent from the viewpoint of separation performance of the final product and industrial viewpoint. The water-soluble polymer to be present in the polymerization system is a monomer unit (a component) consisting essentially of an ethylenically unsaturated carboxylic acid or salt thereof and a monomer unit consisting of an ethylenically unsaturated sulfonic acid or salt thereof ( And a component (b), which can be produced by copolymerizing the component (a) and the component (b) by a known method (particularly, solution polymerization using water as a polymerization medium). It should be noted that copolymers obtained by copolymerizing unsaturated carboxylic acid esters such as acrylic acid or methacrylic acid esters are hydrolyzed to introduce the component (i) into the polymer, and the sulfonation of the polymer is used to introduce the component. It goes without saying that methods such as introducing components can also be adopted. The composition ratio of such a water-soluble polymer is generally a component / b component = 3.
It is desirable to be in the range of 0 to 80% / 70 to 20%. Further, depending on the type of other monomer, it may be used as a water-soluble polymer in addition to the components (a) and (b) in addition to a hydrophobic monomer such as vinylidene chloride. In some cases, a better bead-shaped polymer can be obtained by using a water-soluble polymer obtained by copolymerizing or graft-polymerizing a small amount of the monomer. Incidentally, as the component (i), unsaturated monovalent carboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, vinyl acetic acid, crotonic acid and salts thereof; maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, aconitic acid, citraconic acid, mesaconic acid, etc. Examples of the unsaturated polycarboxylic acid and salts thereof include the introduction of a monomer unit composed of methacrylic acid and a salt thereof particularly from the viewpoint of bead-like polymer-forming property. Also, as the B component,
Sulfonated unsaturated hydrocarbons such as sulfonated styrene, allyl sulfonic acid and methallyl sulfonic acid and salts thereof; sulfoalkyl esters of acrylic acid or methacrylic acid such as methacrylic acid sulfoethyl ester and methacrylic acid sulfopropyl ester, and These salts etc. can be mentioned. Although it is difficult to unambiguously define the amount of the water-soluble polymer to be used, it is preferable to use 5 to 50% by weight based on the amount of the monomer. Further, by using together with the water-soluble polymer, polyvinyl alcohol (PVA) having a polymerization degree of 500 to 2000 and a saponification degree of 85 to 95% with respect to the monomer in an amount of 0.1 to 5% by weight, particularly good results can be obtained. Can be brought. The oil-soluble radical polymerization initiator can be used without any limitation as long as the object of the present invention can be achieved, but preferable examples include 2,2′-azobisisobutyronitrile. 2,2'-azobis (2-methyl-valeronitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylbutyronitrile), 2,2'azobis (2,4-
Dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (2,2
4-dimethyl-4-ethoxyvaleronitrile), 2,
Azo compounds such as 2'-azobis (2,4-dimethyl-4-n-butoxyvaleronitrile), for example, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate. Diacyl peroxides such as; t-butyl peroxyisobutyrate, t-
Organic peroxides such as peroxyesters such as butyl peroxypivalate, t-butyl peroxy neodocanoate and t-butyl peroxy laurate can be used. It is difficult to unambiguously define the amount of the initiator used, but the amount of the initiator to be used should be approximately 0.
Used in the range of 2 to 2.0% by weight. Regarding the pH of the polymerization system, if the acidity is too strong, the ring-opening of the epoxy group is caused during the polymerization reaction, and if the alkalinity is too strong, the resulting polymer is hydrolyzed, so that the pH is 2 to 9, preferably 2. It is desirable to set within the range of ~ 7. The stirring conditions that play an important role in adjusting the particle size of the finally obtained bead-shaped polymer to preferably 10 μm or more are changed depending on the shape of the blade, the presence or absence of a baffle plate, the desired particle size, etc. Although it is necessary and uniquely difficult to specify, the stirring speed is generally 50 to 500 r.p.m. p.
m. It is set within the range of. In addition, as the shape of the wing,
A paddle type or turbine blade is suitable because it is easy to obtain a uniform particle size distribution. The polymerization temperature depends on the kind of the initiator, but as the temperature increases, the ring-opening reaction of the epoxy group occurs, or a part of the monomer is emulsified to cause emulsion polymerization to form a latex fine polymer. To cause the problem of
A temperature range of approximately 80 ° C or lower, preferably 40 to 70 ° C is recommended. Industrially, water is preferably used as the polymerization medium, but if desired, a water-miscible organic solvent may coexist, or an electrolyte salt may coexist. In this way, a bead-shaped polymer containing an unopened epoxy group is formed, but the present invention is one in which the epoxy group is further subjected to ring opening modification. As a typical example of ring-opening modification,
Examples thereof include hydrolysis, addition of polyhydric alcohol, addition of alkyl alcohol, addition of hydroxycarboxylic acid, addition of amine, addition of mercaptan, addition of acidic sulfurous acid or sulfurous acid or salts thereof. Depending on the field of application such as a gel for liquid chromatography, when introduction of a nonionic hydrophilic group is required, ~ and method are selected, and from the purpose of introducing an ionic hydrophilic group, and method are appropriately selected. Although it can be used, if a gel with high gel moisture content is required,
The method is not preferred. Regarding the above-mentioned method,
Formic acid, acetic acid, hydroxyacetic acid, sulfuric acid, nitric acid as a catalyst,
Acids such as hydrochloric acid and perchloric acid; alkalis such as sodium hydroxide, potassium hydroxide and ammonia; zinc borofluoride, boron trifluoride ether salt, zinc chloride and the like, preferably at a temperature of 5
By allowing the reaction to proceed for approximately 0.5 to 5 hours under the condition of 0 ° C. or higher, the ring opening of the epoxy group and the introduction of the hydrophilic group (hydroxyl group) can be achieved industrially advantageously. Examples of the polyhydric alcohol used in the above method include glycols such as ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, polyethylene glycol and polypropylene glycol; and 3 such as glycerin and 1,2,3-butanetriol. Examples thereof include polyhydric alcohols; tetrahydric alcohols such as erythritol and pentaerythritol; alcohols having a valence of 5 or more such as mannitol; and glycols and trihydric alcohols are preferable. As the above method, tertiary amines such as benzyldimethylamine, tributylamine and tris (dimethylamino) methylphenol; quaternary ammonium salts such as triethylbenzylammonium chloride and tetramethylammonium chloride; 2-
In the presence of a catalyst such as imidazoles such as methylimidazole and 2-methyl-4-ethylimidazole, oxymonocarboxylic acids such as hydroxyacetic acid, lactic acid, α, β-dioxyisobutyric acid and gluconic acid; malic acid, oxyglutaric acid , Monooxypolycarboxylic acids such as citric acid; tartaric acid, α, β-dioxyglutaric acid, oxycitric acid,
Hydroxycarboxylic acids such as polyoxypolycarboxylic acids such as trioxybutyric acid can be added. Further, as the above method, amines such as ammonia, hydroxylamine, hydrazine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, 2-oxy-2-methylpropylamine, urea, thiourea, and thiourea dioxide can be used. As the method, methyl mercaptan, monothioethylene glycol, thioglycolic acid,
Mercaptan such as ethanedithiol and 1,4-butanedithiol can be easily added without using a catalyst. In addition, in any of the above-mentioned methods, conditions of temperature and time that are substantially the same as those in the above-mentioned methods can be adopted. When water is used as a medium for carrying out the ring-opening of the epoxy group and the introduction reaction of the hydrophilic group, the hydrolysis reaction preferentially proceeds to cause an addition reaction (introduction of a functional group other than the hydroxyl group). Since it is unlikely to occur, it is preferable to use an organic solvent such as methyl ethyl ketone, dioxane, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, or ethylene carbonate to carry out the reaction in a homogeneous system or, in some cases, a heterogeneous system. In addition, the amount of water should be kept to the minimum necessary. When the ring-opening modification of the epoxy group is carried out in this way, the particle size is generally 10 to 500 μm, preferably 3
A bead-like polymer having a gel water content of 0 to 300 μm and a gel water content of 30 to 2000%, preferably 50 to 1000%, which is suitable as a gel for liquid chromatography, can be industrially advantageously produced. (Effect of the invention) As described above, the epoxy group is ring-opened and modified, and the epoxy group is easily compatible with water, and has high pressure resistance and excellent separation ability. It is a remarkable effect of the present invention that a bead-shaped polymer that can be suitably used as an ion exchange resin can be provided. (Examples) Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited by the description of these Examples. In the examples, parts and percentages are by weight unless otherwise specified. The gel moisture content and the mechanical strength are measured or calculated by the following methods. (1) Gel Moisture Content (%) Polymer particles that have reached a sufficient equilibrium with deionized water are subjected to a centrifugal effect 2000 G centrifuge to remove water adhering to the particle surface, and then the weight (W 1 ) thereof is taking measurement. The polymer particles are then dried and weighed (W 2 )
It was calculated by the following formula. (2) Mechanical strength (Kg / cm 2 ) 100 mesh and 200 mesh sieved bead polymer
The intermediate product of the mesh is used as a test sample, and the sample is packed in a stainless steel column having an inner diameter of 2.5 cm and a height of 50 cm. Deionized water was passed through this column at different flow rates, the pressure inside the column at this time was read to obtain a flow velocity-pressure diagram, and the pressure at the inflection point (pressure resistance limit point) in the diagram was determined as the mechanical strength. The value was (Kg / cm 2 ). Example 1 Methacrylic acid / sodium p-styrene sulfonate = 70 /
20 parts of 30 water-soluble polymer and PVA (polymerization degree 100
0, saponification degree 87%) was dissolved in 778 parts of water and charged into a polymerization tank equipped with a paddle type stirrer. Next, 180 parts of GMA and 20 parts of divinylspirobimetadoxane were added to 2,2-
Azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile) (2 parts) and epichlorohydrin (150 parts) as a diluent were dissolved and charged into a polymerization tank, and the stirring conditions were changed as shown in Table 1 below to conduct polymerization at 60 ° C. for 2 hours ( pH = 3). The gel moisture content of the obtained bead-shaped polymer (Nos. 2 to 4) was measured and found to be 11%. Next, No. After filtering and washing the beaded polymer of No. 3, pH =
Reslurry in water adjusted to 1.5, 80 ℃ x 3
As a result of heat treatment for a period of time, a water-swollen bead-like polymer (No. 6) was obtained. The water content of gel of this polymer (No. 6) was 73%. Example 2 No. 1 Example except that the type of the cross-linking agent was changed. Five types of beaded polymers (Nos. 7 to 11) were prepared in the same manner as in 6. The results of evaluating the mechanical strength of the polymers (Nos. 6 to 11) are shown in Table 2 below. From the above table, it is understood that the products of the present invention (6 to 8) have excellent mechanical strength. Example 3 No. 1 Example except that the amount of the crosslinking agent used was changed. 5 kinds of beaded polymers (No. 12 to 16) in the same manner as 6
Was produced. Table 3 shows the evaluation results of the gel moisture content and the mechanical strength. From the above table, it can be understood that the products of the present invention (Nos. 13 to 16) have excellent gel moisture content and mechanical strength. Example 4 Example 1 No. 6 and Example 3 No. Regarding 13 and 14, the performance as a gel for liquid chromatography was evaluated as follows. That is, a glass column with an inner diameter of 1.5 cm and a height of 30 cm has 150 mesh and 350 mesh.
The intermediate of the mesh is packed and the column is filled with NaCl, Na
An elution curve shown in FIGS. 1 to 3 was obtained by charging 1 cc of an aqueous solution containing 5% of SCN and using deionized water as an eluent and operating at an elution rate of 2 ml / min. It is understood that all the products of the present invention have excellent separation ability.

【図面の簡単な説明】 第1〜3図は、夫々実施例1No.6並びに実施例3N
o.13及び14のビーズ状ポリマーを用いて求められ
た溶離曲線を示す。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 to FIG. 6 and Example 3N
o. 11 shows the elution curves obtained with the beaded polymers of 13 and 14.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08J 3/12 CEY ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location C08J 3/12 CEY

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.(A) グリシジル(メタ)アクリレート又は(メ
タ)アリルグリシジルエーテルと、(B) 単量体全量
に対し5〜50重量%のビニル(メタ)アクリレート又
はジビニルスピロビメタジオキサンとを主成分とする単
量体を、油溶性ラジカル重合開始剤を単量体全量に対し
0.2〜2.0重量%用いて水系共重合された共重合体
であって、該共重合体は(B)成分により架橋され且つ
(A)成分に基づくエポキシ基は開環変性されているこ
とを特徴とするビーズ状ポリマー。 2.ポリマーの粒子径が10μ以上である特許請求の範
囲第1項記載のビーズ状ポリマー。
[Claims] 1. (A) Glycidyl (meth) acrylate or (meth) allyl glycidyl ether, and (B) 5 to 50 wt% of vinyl (meth) acrylate or divinylspirobimethedioxane with respect to the total amount of monomers as a main component. The monomer is an aqueous copolymer obtained by using an oil-soluble radical polymerization initiator in an amount of 0.2 to 2.0% by weight based on the total amount of the monomers, and the copolymer is composed of the component (B). A bead-shaped polymer which is crosslinked and has an epoxy group based on the component (A) which is ring-opening modified. 2. The beaded polymer according to claim 1, wherein the particle size of the polymer is 10 μm or more.
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