JPH0827266A - Production unit for of hydrophilic thermoplastic resin and production of the same - Google Patents

Production unit for of hydrophilic thermoplastic resin and production of the same

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JPH0827266A
JPH0827266A JP16390794A JP16390794A JPH0827266A JP H0827266 A JPH0827266 A JP H0827266A JP 16390794 A JP16390794 A JP 16390794A JP 16390794 A JP16390794 A JP 16390794A JP H0827266 A JPH0827266 A JP H0827266A
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polymerization initiator
kneader
kneading
monomer
thermoplastic resin
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多加志 難波
Hiroya Kobayashi
博也 小林
Kenji Minami
賢次 南
Toshiaki Kuriyama
敏明 栗山
Masashi Yukitake
雅士 雪竹
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Abstract

PURPOSE:To efficiently obtain a high-molecular weight polydioxorane in high yield by polymerizing 1,3-dioxorane under mild conditions. CONSTITUTION:This production unit has the following components: a kneader 1 made up of a kneading section 11 to knead a polymerization initiator and a monomer containing >=60wt.% of a compound having 1,3-dioxorane ring in the molecule and a kneaded product discharge section 6 to discharge a kneaded product kneaded in the kneading section 11; a twin-screw extruder 2 connected to the kneaded product discharge section 6 and to conduct a twin-screw extrusion processing after receiving a kneaded product from the kneader 1; a monomer feed section 3 connected to the kneader 1 and to feed the monomer to the kneading section 11; a polymerization initiator feed section 4 connected to the kneader 1 and to feed the polymerization initiator to the kneading section 11; and a neutralizing agent feed section 5 connected to the kneader 1 and to feed a neutralizing agent to a kneaded product.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、親水性熱可塑性樹脂を
製造する装置及び方法、特に、1,3−ジオキソラン環
を分子内に有する化合物から親水性熱可塑性樹脂を製造
する装置及び方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus and method for producing a hydrophilic thermoplastic resin, and more particularly to an apparatus and method for producing a hydrophilic thermoplastic resin from a compound having a 1,3-dioxolane ring in its molecule. .

【0002】[0002]

【従来の技術】1,3−ジオキソランの開環重合反応は
非常に激しく、通常の反応釜中で攪拌しながら重合を行
った場合には、除熱速度の不足に伴う急激な温度上昇の
ために突沸を起こしたり、冷却器から内容物が噴き出し
たりする。このため、高濃度の1,3−ジオキソランの
重合は一般的に困難である。また、得られる重合物は非
常に高粘度のものとなるので、釜からの取り出しが困難
である。
2. Description of the Related Art The ring-opening polymerization reaction of 1,3-dioxolane is extremely vigorous, and when the polymerization is carried out with stirring in an ordinary reaction vessel, the temperature rises sharply due to insufficient heat removal rate. It may cause sudden boiling or the contents may gush out from the cooler. Therefore, it is generally difficult to polymerize a high concentration of 1,3-dioxolane. Further, the obtained polymer has a very high viscosity, so that it is difficult to remove it from the kettle.

【0003】ポリアセタールを製造する際に、KRCニ
ーダーの如きセルフクリーニング性が高く、連続的に高
粘度の液体を処理できる装置を用いることや、ポリアセ
タールの安定性向上のために1,3ージオキソランを共
重合成分として少量添加することは公知である。ポリア
セタールの製造において、重合開始剤は単量体に対して
均一に混合されるが、同様の重合開始剤添加方法を1,
3−ジオキソランの重合に適用した場合には、多量の重
合開始剤を必要とするほか、単量体全体で一気に重合反
応が進行し、激しく発熱するために除熱が困難となる。
従って、従来の構成では、1,3−ジオキソランを重
合させて、高分子量のポリジオキソランを高収率で得る
ことは非常に困難である。
When producing a polyacetal, a device such as a KRC kneader having a high self-cleaning property and capable of continuously treating a highly viscous liquid is used, and 1,3-dioxolane is added to improve the stability of the polyacetal. It is known to add a small amount as a polymerization component. In the production of polyacetal, the polymerization initiator is uniformly mixed with the monomer.
When it is applied to the polymerization of 3-dioxolane, a large amount of polymerization initiator is required, and the polymerization reaction proceeds all at once in the whole monomer, resulting in intense heat generation, which makes it difficult to remove heat.
Therefore, with the conventional constitution, it is very difficult to polymerize 1,3-dioxolane to obtain a high molecular weight polydioxolane in high yield.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】発明が解決しようとす
る課題は、高分子量のポリジオキソランを効率よく高収
率で得ることである。発明が解決しようとする別の課題
は、1,3−ジオキソランの重合を温和に行うことであ
る。
The problem to be solved by the invention is to efficiently obtain a high molecular weight polydioxolane in a high yield. Another problem to be solved by the invention is to mildly polymerize 1,3-dioxolane.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(1)本発明に係る親水性熱可塑性樹脂の製造装置は、
混練部と混練物排出部とを有する混練機と、2軸押し出
し機と、単量体供給部と、重合開始剤供給部と、中和剤
供給部とを備えている。前記混練機の前記混練部は、
1,3−ジオキソラン環を分子内に有する化合物を60
重量%以上含む単量体と重合開始剤とを混練するもので
ある。前記混練機の混練物排出部は、前記混練部で混練
された混練物を排出するものである。前記2軸押し出し
機は、前記混練物排出部に連結され、前記混練物を前記
混練機から受けて2軸押し出し処理をするものである。
前記単量体供給部は、前記混練機に連結され、前記混練
部に前記単量体を供給するものである。前記重合開始剤
供給部は、前記混練機に連結され、前記混練部に前記重
合開始剤を供給するものである。中和剤供給部は、前記
混練機に連結され、前記混練物に中和剤を供給する部分
である。
(1) The apparatus for producing a hydrophilic thermoplastic resin according to the present invention,
A kneader having a kneading section and a kneaded material discharging section, a twin-screw extruder, a monomer supplying section, a polymerization initiator supplying section, and a neutralizing agent supplying section are provided. The kneading section of the kneader,
A compound having a 1,3-dioxolane ring in the molecule 60
It is a method of kneading a monomer containing at least wt% and a polymerization initiator. The kneaded material discharging section of the kneading machine discharges the kneaded material kneaded in the kneading section. The twin-screw extruder is connected to the kneaded material discharge part, receives the kneaded material from the kneader, and performs a twin-screw extrusion process.
The monomer supply unit is connected to the kneading machine and supplies the monomer to the kneading unit. The polymerization initiator supply unit is connected to the kneading machine and supplies the polymerization initiator to the kneading unit. The neutralizing agent supply part is a part that is connected to the kneading machine and supplies a neutralizing agent to the kneaded product.

【0006】本発明に係る親水性熱可塑性樹脂の製造装
置は、前記混練機の混練物排出部と前記2軸押し出し機
との間に配置された補助混練機をさらに備えていてもよ
い。本発明に係る親水性熱可塑性樹脂の製造装置は、前
記2軸押し出し機に揮発分除去部を有していてもよい。
前記混練機は、第1回転軸と、前記第1回転軸の外周部
に設けられた螺旋形の羽根及び回転軸方向に間隔を開け
て配置された多数の羽根の群から選ばれた少なくとも1
種の第1羽根とを備えていてもよい。
The apparatus for producing a hydrophilic thermoplastic resin according to the present invention may further include an auxiliary kneader arranged between the kneaded material discharge part of the kneader and the twin-screw extruder. The apparatus for producing a hydrophilic thermoplastic resin according to the present invention may have a devolatilization section in the twin-screw extruder.
The kneading machine has at least one selected from a first rotating shaft, a spiral blade provided on an outer peripheral portion of the first rotating shaft, and a group of a large number of blades arranged at intervals in the rotating shaft direction.
And a first blade of the seed.

【0007】前記混練機は、前記第1回転軸に隣接しか
つ平行に配置された第2回転軸と、前記第2回転軸の外
周部に設けられた螺旋形の羽根及び回転軸方向に間隔を
開けて配置された多数の羽根の群から選ばれた少なくと
も1種であり、かつ前記第1羽根と僅少な間隙を保って
配置されている第2羽根とをさらに備えていてもよい。
The kneader includes a second rotary shaft arranged adjacent to and parallel to the first rotary shaft, a spiral blade provided on an outer peripheral portion of the second rotary shaft, and a gap in the rotary shaft direction. It may be further provided with a second blade which is at least one selected from a group of a large number of blades that are arranged openly and which is arranged with the first blade and a small gap therebetween.

【0008】(2)本発明に係る親水性熱可塑性樹脂の
製造方法は、第1回転軸と、前記第1回転軸の外周部に
設けられた螺旋形の羽根及び回転軸方向に間隔を開けて
配置された多数の羽根の群から選ばれた少なくとも1種
の第1羽根とを備えている混練機を用い、単量体供給工
程と、重合開始剤添加工程と、開始剤失活工程とを含
む。前記単量体供給工程は、1,3−ジオキソラン環を
分子内に有する化合物を60重量%以上含む単量体を前
記混練機内に供給する工程である。前記重合開始剤添加
工程は、局所的に前記単量体の重合を開始させるため
に、前記混練機に重合開始剤を間欠的に添加する工程で
ある。前記中和剤添加工程は、前記混練機内で得られた
重合物に含まれる前記重合開始剤を失活させるために、
前記混練機に中和剤を添加する工程である。
(2) In the method for producing a hydrophilic thermoplastic resin according to the present invention, the first rotating shaft, the spiral blades provided on the outer peripheral portion of the first rotating shaft, and a space are provided in the rotating shaft direction. Using a kneader equipped with at least one first blade selected from a group of a large number of blades arranged as follows, a monomer supplying step, a polymerization initiator adding step, and an initiator deactivating step. including. The monomer supplying step is a step of supplying a monomer containing 60% by weight or more of a compound having a 1,3-dioxolane ring in the molecule into the kneader. The polymerization initiator addition step is a step of intermittently adding a polymerization initiator to the kneader in order to locally start the polymerization of the monomer. The neutralizing agent addition step, in order to deactivate the polymerization initiator contained in the polymer obtained in the kneader,
In this step, a neutralizer is added to the kneader.

【0009】前記混練機は、前記第1回転軸に隣接しか
つ平行に配置された第2回転軸と、前記第2回転軸の外
周部に設けられた螺旋形の羽根及び回転軸方向に間隔を
開けて配置された多数の羽根の群から選ばれた少なくと
も1種であり、かつ前記第1羽根と僅少な間隙を保って
配置されている第2羽根とをさらに備えていてもよい。
The kneader comprises a second rotary shaft disposed adjacent to and parallel to the first rotary shaft, a spiral blade provided on the outer peripheral portion of the second rotary shaft, and a gap in the rotary shaft direction. It may be further provided with a second blade which is at least one selected from a group of a large number of blades that are arranged openly and which is arranged with the first blade and a small gap therebetween.

【0010】前記重合開始剤添加工程は、0〜70℃の
範囲内の反応温度で行う工程であることが好ましい。前
記中和剤添加工程は、前記重合開始剤添加工程の開始か
ら1時間以内に行われることが好ましい。
It is preferable that the step of adding the polymerization initiator is carried out at a reaction temperature in the range of 0 to 70 ° C. The neutralizing agent addition step is preferably performed within 1 hour from the start of the polymerization initiator addition step.

【0011】[0011]

【手段の詳細な説明】本発明の製造装置に用いられる混
練機は、単一の回転軸、または互いに平行な複数の回転
軸を有している。各回転軸は、回転軸の外周部に設けら
れた螺旋形の羽根及び回転軸方向に間隔を開けて配置さ
れた多数の羽根の群から選ばれた少なくとも1種の羽根
を備えている。これらの羽根は反応機の胴体内壁と僅少
な間隙を保って接しており、混練機が複数の回転軸を有
する場合には、隣接する回転軸に取り付けられた羽根と
僅少な間隙を保って接している。
Detailed Description of Means The kneading machine used in the manufacturing apparatus of the present invention has a single rotating shaft or a plurality of rotating shafts parallel to each other. Each rotary shaft includes at least one blade selected from a group of spiral blades provided on the outer peripheral portion of the rotary shaft and a large number of blades arranged at intervals in the rotary shaft direction. These blades are in contact with the inner wall of the reactor body with a small gap, and when the kneader has multiple rotating shafts, they are in contact with the blades attached to the adjacent rotating shafts with a small gap. ing.

【0012】本発明の混練機の回転軸外周部に設けられ
た攪拌羽根の形状には、特に制限はないが、例えば螺旋
形のもの、メガネ翼のもの、格子翼のもの、花びら状の
もの、偏芯ディスク状のセルフクリーニング型のもの、
中空円板翼のもの、三枚羽根翼のもの、あるいは回転軸
方向に対して垂直の断面が凸レンズ型、楕円形、偏心し
た円形、多角形、または擬三角形の形状をした「おむす
び型」のもの等を挙げることができる。
The shape of the stirring blade provided on the outer peripheral portion of the rotary shaft of the kneading machine of the present invention is not particularly limited, but is, for example, a spiral shape, a spectacle blade, a lattice blade, or a petal shape. , Eccentric disc type self-cleaning type,
Of hollow disk blades, three-bladed blades, or "diaper-shaped" sections whose cross section perpendicular to the axis of rotation is convex, elliptical, eccentric, polygonal, or pseudotriangular. The thing etc. can be mentioned.

【0013】このような混練機は一般に、連続式混練機
あるいは一軸または二軸押出機と呼称されるセルフクリ
ーニング性の高い連続式の反応機または押出機であり、
例えばKRCニーダー(栗本鉄工所製)、SCRニーダ
ー(三菱重工業(株)製)、バイボラック(住友重機械
工業(株)製)、TEX−K((株)日本製鋼所製)や
プラスチックの押出成形あるいは脱揮等に広く用いられ
ている一軸又は二軸の押出機等を挙げることができる。
Such a kneader is generally a continuous kneader or a continuous reactor or extruder having a high self-cleaning property called a single-screw or twin-screw extruder.
For example, KRC kneader (manufactured by Kurimoto Iron Works), SCR kneader (manufactured by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.), Vivolac (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.), TEX-K (manufactured by Japan Steel Works, Ltd.) and plastic extrusion molding. Alternatively, a single-screw or twin-screw extruder widely used for devolatilization and the like can be mentioned.

【0014】本発明の製造装置の一例を図1に示す。こ
の製造装置は、混練部11と混練物排出部6とを有する
混練機1と、揮発分除去部8を有する2軸押し出し機2
とを備えている。混練機1と2軸押し出し機2との間に
は、更に、補助混練機7が設けられている。混練部11
には、混練部11に1,3−ジオキソラン環を分子内に
有する化合物を60重量%以上含む単量体を定量供給す
る単量体供給部3と、混練部11に重合開始剤を定量供
給する重合開始剤供給部4とが連結されている。また、
混練物排出部6には中和剤供給部5が連結されている。
An example of the manufacturing apparatus of the present invention is shown in FIG. This manufacturing apparatus includes a kneading machine 1 having a kneading section 11 and a kneaded material discharging section 6, and a twin-screw extruder 2 having a volatile matter removing section 8.
It has and. An auxiliary kneading machine 7 is further provided between the kneading machine 1 and the twin-screw extruder 2. Kneading section 11
Is a monomer supply unit 3 that supplies a constant amount of a monomer containing 60% by weight or more of a compound having a 1,3-dioxolane ring in the molecule to the kneading unit 11, and a polymerization initiator that supplies a constant amount of a polymerization initiator to the kneading unit 11. The polymerization initiator supply unit 4 is connected. Also,
The kneaded material discharge section 6 is connected to the neutralizing agent supply section 5.

【0015】図2に示すように、混練機1の混練部11
は、モータ及び減速装置からなる駆動部9に連結されて
いる。図3に示すように、混練部11は、2つ割りのト
ラフ10と、トラフ10に回転自在に支持され駆動部9
により駆動される1対の回転軸12,14とを有してい
る。両回転軸12,14には、側面視凸レンズ状の第1
羽根(パドル)13,15が軸方向に多数並べて固定さ
れている。各パドル13,15は、枚数単位で位相をず
らして配置されている。この結果、混練部11内に供給
された2種の原料が高粘度であっても効率良く短時間に
混練・運搬される。
As shown in FIG. 2, the kneading section 11 of the kneading machine 1
Is connected to a drive unit 9 including a motor and a speed reducer. As shown in FIG. 3, the kneading section 11 is divided into two troughs 10 and a driving section 9 rotatably supported by the troughs 10.
And a pair of rotating shafts 12 and 14 driven by. Both rotary shafts 12 and 14 have a convex lens-like first side view.
A large number of blades (paddles) 13 and 15 are arranged and fixed in the axial direction. The paddles 13 and 15 are arranged with their phases shifted by the number of sheets. As a result, even if the two kinds of raw materials supplied into the kneading section 11 have high viscosities, they are efficiently kneaded and transported in a short time.

【0016】本発明に用いられる1,3−ジオキソラン
環を分子内に有する化合物としては、1,3ージオキソ
ラン、2−メチルー1,3ージオキソラン、2ーフェニ
ルー1,3ージオシソラン、4ーメチルー1,3ージオ
キソラン、4ーエチルー1,3ージオキソラン等を挙げ
ることができる。これらの2種以上を混合して用いても
よい。これらの化合物の中でも、1,3ージオキソラン
は特に高い反応性を有し、高分子量の親水性の高い重合
体を与えるという特徴を有している。一方、その他の化
合物は、反応性の点では1,3ージオキソランに劣るも
のの、1,3ージオキソランの重合では得られない高融
点でやや親水性の低い重合体を与えるという特徴を有し
ている。
The compounds having 1,3-dioxolane ring in the molecule used in the present invention include 1,3-dioxolane, 2-methyl-1,3-dioxolane, 2-phenyl-1,3-diosisolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 4-ethyl-1,3-dioxolane and the like can be mentioned. You may use these 2 or more types in mixture. Among these compounds, 1,3-dioxolane has a feature that it has a particularly high reactivity and gives a high-molecular weight, highly hydrophilic polymer. On the other hand, other compounds are inferior to 1,3-dioxolane in terms of reactivity, but have a feature of giving a polymer having a high melting point and a little hydrophilicity, which cannot be obtained by polymerization of 1,3-dioxolane.

【0017】本発明に用いられるこれら1,3−ジソキ
ソラン環を分子内に有する化合物を含む単量体として
は、前記1,3ージオキソラン環を分子内に有する化合
物と、これらと共重合可能な単量体との混合物を挙げる
ことができる。共重合可能な単量体としては、例えばス
チレン、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エス
テル、エチレン、プロピレン等の不飽和炭化水素、エチ
レンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラ
ン等の環状エーテル類、γーブチロラクトン、グリコリ
ド、ラクチド、εーカプロラクトン、εーカプロラクタ
ム等のラクトン又はラクタムを挙げることができる。こ
れらの2種以上を用いてもよい。
The monomer containing the compound having the 1,3-disoxolane ring in the molecule used in the present invention is a compound having the 1,3-dioxolane ring in the molecule and a monomer copolymerizable therewith. Mention may be made of mixtures with monomers. Examples of the copolymerizable monomer include styrene, (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, unsaturated hydrocarbons such as ethylene and propylene, cyclic ethers such as ethylene oxide, propylene oxide and tetrahydrofuran, and γ- Examples thereof include lactones and lactams such as butyrolactone, glycolide, lactide, ε-caprolactone, ε-caprolactam. You may use 2 or more types of these.

【0018】これらの共重合可能な単量体の使用量は、
単量体全体の40重量%未満、好ましくは10重量%以
下である。単量体の使用量が40重量%以上の場合に
は、単量体の重合性が低下し、得られる重合体の分子量
が著しく低くなったり、重合率が非常に低くなる場合が
ある。さらに、非常に高分子量の重合体を得ようとする
場合には、共重合成分が10重量%以下であることが望
ましい。
The amount of these copolymerizable monomers used is
It is less than 40% by weight, preferably 10% by weight or less based on the total amount of the monomers. When the amount of the monomer used is 40% by weight or more, the polymerizability of the monomer may be lowered, and the resulting polymer may have a significantly low molecular weight or may have a very low polymerization rate. Furthermore, when an extremely high molecular weight polymer is to be obtained, it is desirable that the content of the copolymerization component is 10% by weight or less.

【0019】本発明に係る重合は通常無溶媒で行う。特
に、除熱の問題や単量体相互の相溶性の問題で溶媒の使
用が避けられない場合に限り、溶媒を使用するが、使用
量は必要最小限とする。好適に用いられる溶媒として
は、例えばメチルエチルケトン、アセトン、メチルイソ
ブチルケトン等のケトン類、ジオキサン等の環状エーテ
ル、クロロホルム、ジクロロメタン、トリクロロートリ
フルオローエタン等の含ハロゲン炭化水素、トルエン、
キシレン等の芳香族炭化水素、メタノール、エタノー
ル、2ープロパノール等のアルコール類を挙げることが
できる。これらの2種以上を混合して用いてもよい。た
だし、前記溶媒の中でも、可能な限り活性水素を持たな
い溶媒を選択し、使用前に脱水する事が望ましい。具体
的には、活性水素及び水分の量は単量体に対して1モル
%以下が望ましく、さらに0.1モル%以下が望まし
い。
The polymerization according to the present invention is usually carried out without solvent. In particular, the solvent is used only when the use of the solvent is unavoidable due to the problem of heat removal or the compatibility of the monomers with each other, but the amount used is the minimum necessary. Suitable solvents include, for example, methyl ethyl ketone, acetone, ketones such as methyl isobutyl ketone, cyclic ethers such as dioxane, chloroform, dichloromethane, halogen-containing hydrocarbons such as trichloro-trifluoroethane, toluene,
Examples thereof include aromatic hydrocarbons such as xylene, and alcohols such as methanol, ethanol and 2-propanol. You may use these 2 or more types in mixture. However, it is desirable to select a solvent having no active hydrogen as much as possible among the above-mentioned solvents and dehydrate it before use. Specifically, the amount of active hydrogen and water is preferably 1 mol% or less, more preferably 0.1 mol% or less with respect to the monomer.

【0020】本発明に用いられる重合開始剤は、1,3
−ジオキソラン環を分子内に有する化合物を含む単量体
を、極めて高速で重合させるような、非常に活性の高い
ものが好ましい。活性が低い場合には、重合開始剤が単
量体に拡散してから重合反応が開始するため、局所的な
重合反応を起こすことができない。活性の高い重合開始
剤としては、ヘテロポリ酸、三フッ化ホウ素のエーテラ
ート、トリエチルオキソニウムテトラフルオロボレート
等の四フッ化ホウ素オキソニウム化合物、アルミノキサ
ン/硫酸混合物が挙げられる。これらの2種以上を用い
てもよい。ヘテロポリ酸としては、リンタングステン
酸、ケイタングステン酸、リンモリブデン酸が挙げられ
る。中でも、リンタングステン酸は、高分子量のポリジ
オキソランが得られ、しかも非着色性であるという点で
好ましい。また、ヘテロポリ酸以外の重合開始剤の中で
はトリエチルオキソニウムテトラフルオロボレート及び
アルミノキサン/硫酸混合物が、高活性で高分子量の重
合体を与えるので好ましい。
The polymerization initiator used in the present invention is 1,3
It is preferable to use a monomer having a very high activity such that a monomer containing a compound having a dioxolane ring in the molecule is polymerized at an extremely high speed. When the activity is low, the polymerization reaction starts after the polymerization initiator diffuses into the monomer, so that the local polymerization reaction cannot occur. Examples of highly active polymerization initiators include heteropolyacids, boron trifluoride etherate, boron tetrafluoride oxonium compounds such as triethyloxonium tetrafluoroborate, and aluminoxane / sulfuric acid mixtures. You may use 2 or more types of these. Examples of the heteropolyacid include phosphotungstic acid, silicotungstic acid, and phosphomolybdic acid. Among them, phosphotungstic acid is preferable in that a high molecular weight polydioxolane can be obtained and it is non-coloring. Among the polymerization initiators other than the heteropolyacid, triethyloxonium tetrafluoroborate and aluminoxane / sulfuric acid mixture are preferable because they give a highly active and high molecular weight polymer.

【0021】本発明で用いられる重合開始剤の使用量
は、単量体1モルに対して0.0001〜0.1ミリモ
ルであることが好ましい。重合開始剤の使用量が0.0
001ミリモルより少ない場合には、重合速度が非常に
遅くなり、生産性が低下する。さらに、単量体中及び溶
媒中の水分や活性水素の影響を受けやすくなり、重合が
全く起こらなかったり、途中で停止したりする場合があ
る。一方、重合開始剤の使用量が0.1ミリモルより多
い場合には、重合が激しくなりすぎて除熱が困難となる
他、得られる重合体の分子量が低下する。
The amount of the polymerization initiator used in the present invention is preferably 0.0001 to 0.1 mmol based on 1 mol of the monomer. The amount of polymerization initiator used is 0.0
If it is less than 001 mmol, the polymerization rate becomes very slow, and the productivity is lowered. Further, it may be easily affected by water and active hydrogen in the monomer and the solvent, and the polymerization may not occur at all or may stop in the middle. On the other hand, when the amount of the polymerization initiator used is more than 0.1 mmol, the polymerization becomes too vigorous and the heat removal becomes difficult, and the molecular weight of the obtained polymer decreases.

【0022】重合開始剤の添加に際しては、重合開始剤
をそのまま用いるか、又は重合開始剤を失活させない溶
媒に濃度1重量%以上となる様に溶解した重合開始剤溶
液として用いる。重合開始剤を溶液として添加する場
合、前記重合開始剤溶液の濃度が1重量%未満では、反
応を直ちに開始させるには濃度が低すぎるため、反応が
開始する前に重合開始剤が単量体全体に拡散し、単量体
全体で一気に重合反応が進行する。しかも重合反応を開
始させるためには多量の重合開始剤が必要であり、ひと
たび反応が開始すれば激しく発熱するために、除熱が非
常に困難となる。
When adding the polymerization initiator, the polymerization initiator may be used as it is, or may be used as a polymerization initiator solution which is dissolved in a solvent which does not inactivate the polymerization initiator so that the concentration is 1% by weight or more. When the polymerization initiator is added as a solution, if the concentration of the polymerization initiator solution is less than 1% by weight, the concentration is too low to start the reaction immediately. It diffuses throughout and the polymerization reaction proceeds at once in the whole monomer. In addition, a large amount of polymerization initiator is required to start the polymerization reaction, and once the reaction starts, the heat is generated violently, so that heat removal becomes very difficult.

【0023】さらに、重合開始剤(または重合開始剤溶
液)は間欠的に添加しなくてはならない。重合開始剤
(または重合開始剤溶液)を間欠的に添加する方法とし
ては、例えば定量送液ポンプを用い、供給ノズルを単量
体液面から離して液滴状で添加する方法や供給ノズルを
単量体中に浸漬した状態で一定間隔をおいて間欠的に添
加する方法等が挙げられる。
Furthermore, the polymerization initiator (or polymerization initiator solution) must be added intermittently. The method of intermittently adding the polymerization initiator (or the solution of the polymerization initiator) is, for example, using a metering liquid feed pump, in which the supply nozzle is separated from the liquid surface of the monomer and added in a droplet form, Examples include a method of intermittently adding it in a state of being immersed in a polymer at regular intervals.

【0024】重合開始剤を溶解させる溶媒は、重合開始
剤を失活させないものであれば特に制限はなく、アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エ
チレングリコールジメチルエーテル、ジオキサン、クロ
ロホルム、ジクロロメタン、ヘキサン、シクロヘキサ
ン、トルエン、キシレン等が挙げられる。これらの2種
以上の混合溶媒を用いてもよい。これらの溶媒は通常そ
のまま用いられるが、非常に高分子量の重合体を得るた
めには、事前に蒸留するか、あるいはモレキュラーシー
ブズ等の吸着剤やカルシウムハイドライド等の乾燥剤を
用いて水分及び不純物等を除去してから用いることが望
ましい。
The solvent for dissolving the polymerization initiator is not particularly limited as long as it does not deactivate the polymerization initiator, and acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethylene glycol dimethyl ether, dioxane, chloroform, dichloromethane, hexane, cyclohexane, Examples include toluene and xylene. You may use the mixed solvent of these 2 or more types. These solvents are usually used as they are, but in order to obtain a polymer having a very high molecular weight, water and impurities are distilled by preliminarily using an adsorbent such as molecular sieves or a desiccant such as calcium hydride. It is desirable to use after removing.

【0025】重合開始剤の添加時期及び添加回数につい
ては特に制限はないが、通常は単量体と同じ供給口ある
いはその直後に設けられた別の供給口から添加される。
また、アルミノキサン/硫酸系触媒の如き複合触媒を用
いる場合や2種以上の重合開始剤を使用する場合には、
それぞれの触媒の供給口は同一であっても、別々であっ
てもよい。
There are no particular restrictions on the timing of addition of the polymerization initiator and the number of times it is added, but it is usually added from the same supply port as the monomer or from another supply port provided immediately after that.
When a composite catalyst such as an aluminoxane / sulfuric acid-based catalyst is used or when two or more polymerization initiators are used,
The supply ports for the respective catalysts may be the same or different.

【0026】本発明の重合の際の反応温度については特
に制限は無いが、−10℃以上単量体の沸点以下、好ま
しくは0℃以上70℃以下である。反応温度が−10℃
より低い場合には、重合反応が非常に遅くなるために生
産性が著しく低下する場合がある。一方、反応温度が単
量体の沸点より高い場合には、装置内に気泡が発生し、
装置の送液能力やセルフクリーニング性が低下するばか
りでなく、連鎖移動反応を促進するので得られるポリマ
ーの分子量が低下する。ただし、ここでの沸点とは大気
圧下での沸点ではなく、装置内の圧力下での沸点であ
り、加圧状態で反応が進行する場合には沸点は大気圧下
での沸点よりも高くなる。また、高重合率のポリジオキ
ソランを安全に効率よく取り出すには、0℃以上70℃
以下であることが望ましい。
The reaction temperature in the polymerization of the present invention is not particularly limited, but is -10 ° C or higher and the boiling point of the monomer or lower, preferably 0 ° C or higher and 70 ° C or lower. Reaction temperature is -10 ℃
If it is lower, the polymerization reaction may be so slow that productivity may be significantly reduced. On the other hand, when the reaction temperature is higher than the boiling point of the monomer, bubbles are generated in the device,
Not only the liquid-feeding ability and self-cleaning property of the apparatus are lowered, but also the chain transfer reaction is promoted, so that the molecular weight of the obtained polymer is lowered. However, the boiling point here is not the boiling point under the atmospheric pressure, but the boiling point under the pressure in the apparatus, and when the reaction proceeds in a pressurized state, the boiling point is higher than the boiling point under the atmospheric pressure. Become. In addition, in order to safely and efficiently take out polydioxolane having a high polymerization rate, 0 ° C or higher and 70 ° C or higher
The following is desirable.

【0027】本発明の連続重合方法で得られた親水性熱
可塑性樹脂は、重合開始剤の活性を保ったまま放置する
と、重合体の分解が起こる場合があるので、得られた重
合体の中に残存する重合開始剤を失活させることが好ま
しい。重合開始剤の失活剤としては、アンモニア、トリ
エチルアミン、エチレンジアミン、アニリン、ピリジン
等のアミン類、アンモニア、ナトリウムメチラートの塩
基性化合物等が挙げられる。これらの2種以上を用いて
もよい。前記失活剤の中でも、アミン類は、重合体内で
の拡散性が良好であり、迅速に重合開始剤を失活させる
ことができるので特に好適に用いられる。
The hydrophilic thermoplastic resin obtained by the continuous polymerization method of the present invention may be decomposed if left as it is while keeping the activity of the polymerization initiator. It is preferable to deactivate the remaining polymerization initiator. Examples of the deactivator of the polymerization initiator include amines such as ammonia, triethylamine, ethylenediamine, aniline and pyridine, and basic compounds such as ammonia and sodium methylate. You may use 2 or more types of these. Among the above deactivators, amines are particularly preferably used because they have good diffusibility in the polymer and can rapidly deactivate the polymerization initiator.

【0028】重合開始剤の失活は、重合開始剤投入時点
から1時間以内に行うのが好ましく、30分以内に行う
のがさらに好ましい。重合開始剤投入から重合開始剤失
活までの時間が1時間より長い場合には、重合体の分解
が進行するために、高分子量の重合体を得ることができ
ない場合がある。重合開始剤の失活方法に関しては特に
制限はなく、バッチ式あるいは連続式の高粘度の重合体
と失活剤とを混練できる装置を用いて実施することがで
きる。また、連続的に重合開始剤の失活を行う場合に
は、重合反応機から排出された重合体を重合反応に使用
した反応機と同様の連続式混練機を用いる方法や重合反
応機の排出口の直前に失活剤投入口を設け、同一反応機
内で重合と重合開始剤の失活を行う方法などが挙げられ
る。
The deactivation of the polymerization initiator is preferably carried out within 1 hour, more preferably within 30 minutes, from the time when the polymerization initiator is added. When the time from the addition of the polymerization initiator to the deactivation of the polymerization initiator is longer than 1 hour, the decomposition of the polymer proceeds, so that a high molecular weight polymer may not be obtained. The method for deactivating the polymerization initiator is not particularly limited, and it can be carried out using a batch-type or continuous-type device capable of kneading the high-viscosity polymer and the deactivator. Further, in the case of continuously deactivating the polymerization initiator, a method using a continuous kneader similar to the reactor used for the polymerization reaction of the polymer discharged from the polymerization reactor or the discharge of the polymerization reactor A method in which a deactivator charging port is provided immediately before the outlet to carry out polymerization and deactivation of the polymerization initiator in the same reactor, and the like can be mentioned.

【0029】さらに、本発明の1,3ージオキソランの
連続重合の際に、単量体の重合を阻害しない各種添加剤
(例えばフィラーや染料、顔料、安定化剤、滑剤、結晶
核剤)を添加しても良い。
Further, during the continuous polymerization of 1,3-dioxolane of the present invention, various additives (for example, fillers, dyes, pigments, stabilizers, lubricants, crystal nucleating agents) which do not inhibit the polymerization of monomers are added. You may.

【0030】[0030]

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらにより限定されるものではない。 <反応収率の計算> <実施例1>栗本鉄工所製S2型KRCニーダ(L/D
=13.2)を用い、ジャケット温度を20℃、軸回転
数を96回転/分に設定した。投入口から1,3−ジオ
キソランを10kg/hrの割合で供給し、さらに単量
体液面から3cm上方に設けた重合開始剤供給ノズルか
ら重合開始剤としてリンタングステン酸の5wt%メチ
ルエチルケトン溶液を6ml/hrの割合で液滴状に添
加した。重合は、重合開始剤溶液の液滴が落下した部分
から直ちに局所的に開始した。重合開始剤溶液の投入を
開始してから約5分経過後、排出口のバルブを開いたと
ころ、高粘度のポリジオキソランが排出された。排出さ
れた重合体は10分毎にバンバリー型攪拌翼を備えたバ
ッチ式2Lニーダに入れ、トリエチルアミンの1wt%
−1,3−ジオキソラン溶液100gと攪拌して重合開
始剤を失活させた。1時間運転を続けて得られた乾燥前
重合体約10.1kgを100℃の減圧乾燥器で5時間
かけて乾燥した結果、約8.2kgのポリジオキソラン
1を得た。 <実施例2>栗本鉄工所製S2型KRCニーダ(L/D
=13.2)を用い、ジャケット温度を20℃、軸回転
数を38回転/分に設定した。投入口から1,3−ジオ
キソランを10kg/hr、重合開始剤としてリンタン
グステン酸の5wt%メチルエチルケトン溶液を6ml
/hrの割合で実施例1と同様にして投入した。重合
は、1,3−ジオキソランと重合開始剤溶液とを投入後
直ちに開始した。約5分経過後、排出口のバルブを開い
たところ、高粘度のポリジオキソランが排出された。排
出された重合体を、10分毎にバンバリー型攪拌翼を備
えたバッチ式2Lニーダに入れ、トリエチルアミンの1
wt%−1,3−ジオキソラン溶液100gと攪拌して
重合開始剤を失活させた。1時間運転を続けて得られた
乾燥前重合体約9.8kgを100℃の減圧乾燥器で5
時間かけて乾燥した結果、約8.3kgのポリジオキソ
ラン2を得た。 <実施例3>栗本鉄工所製S2型KRCニーダ(L/D
=13.2)を用い、ジャケット温度を40℃、軸回転
数を38回転/分に設定した。投入口から1,3−ジオ
キソランを7kg/hr、重合開始剤としてリンタング
ステン酸の5wt%メチルエチルケトン溶液を3ml/
hrの割合で実施例1と同様にして投入した。重合は、
1,3−ジオキソランと重合開始剤溶液とを投入後直ち
に開始した。約10分経過後、排出口のバルブを開いた
ところ、高粘度のポリジオキソランが排出された。排出
された重合体を、10分毎にバンバリー型攪拌翼を備え
たバッチ式2Lニーダに入れ、トリエチルアミンの1w
t%−1,3−ジオキソラン溶液100gと攪拌して重
合開始剤を失活させた。1時間運転を続けて得られた乾
燥前重合体約6.9kgを100℃の減圧乾燥器で5時
間かけて乾燥した結果、約6.0kgのポリジオキソラ
ン3を得た。 <実施例4>栗本鉄工所製S2型KRCニーダ(L/D
=13.2)を用い、ジャケット温度を40℃、軸回転
数を45回転/分に設定した。投入口から1,3−ジオ
キソランを10kg/hr、重合開始剤としてリンタン
グステン酸の5wt%メチルエチルケトン溶液を10m
l/hrの割合で実施例1と同様にして投入した。重合
は、1,3−ジオキソランと重合開始剤溶液とを投入後
直ちに開始した。約1分経過後、排出口のバルブを開い
たところ、高粘度のポリジオキソランが排出された。排
出されたポリジオキソランをさらに別のS2型KRCニ
ーダ(L/D=7.6)に投入し、これにトリエチルア
ミンの0.1wt%−1,3−ジオキソラン溶液を0.
5kg/hrの割合で同じ投入口から投入して重合開始
剤を失活させた。1時間運転を続けて得られた乾燥前重
合体約9.5kgを100℃の減圧乾燥器で5時間かけ
て乾燥した結果、約8.4kgのポリジオキソラン4を
得た。 <実施例5>重合開始剤としてトリエチルオキソニウム
テトラフルオロボレートの1M−ジクロロメタン溶液を
10ml/hrの割合で投入した以外は実施例1と同様
にして、乾燥前重合体約9.5kgを得た。その後、該
重合体を100℃の減圧乾燥器で5時間かけて乾燥した
結果、約8.0kgのポリジオキソラン5を得た。 <実施例6>重合開始剤としてトリエチルアルミの2M
−ヘキサン溶液と濃硫酸とを、それぞれ3ml/hr、
1ml/hrの割合で投入した以外は実施例1と同様に
して、乾燥前重合体約9.5kgを得た。その後、該重
合体を100℃の減圧乾燥器で5時間かけて乾燥した結
果、約7.6kgのポリジオキソラン6を得た。 <実施例7>単量体として1,3ージオキソラン80重
量部とεーカプロラクトン20重量部との混合物を使用
した以外は実施例3と同様にして、乾燥前重合体約7.
2kgを得た。その後、該重合体を100℃の減圧乾燥
器で5時間かけて乾燥した結果、約5.3kgのポリジ
オキソラン7を得た。 <実施例8>単量体として1,3ージオキソラン90重
量部と2ーメチルー1,3ージオキソラン10重量部と
の混合物を使用した以外は実施例3と同様にして、乾燥
前重合体約7.0kgを得た。その後、該重合体を10
0℃の減圧乾燥器で5時間かけて乾燥した結果、約4.
8kgのポリジオキソラン8を得た。 <実施例9>単量体として1,3ージオキソラン98重
量部と2ーフェニルー1,3ージオキソラン2重量部と
の混合物を使用した以外は実施例3と同様にして、乾燥
前重合体約7.2kgを得た。その後、該重合体を10
0℃の減圧乾燥器で5時間かけて乾燥した結果、約4.
6kgのポリジオキソラン9を得た。 <実施例10>単量体として1,3ージオキソラン90
重量部とスチレン10重量部との混合物を使用した以外
は実施例3と同様にして、乾燥前重合体約7.3kgを
得た。その後、該重合体を100℃の減圧乾燥器で5時
間かけて乾燥した結果、約4.7kgのポリジオキソラ
ン10を得た。 <比較例1>冷却器、攪拌機、窒素導入管、温度計を備
えた200ml四ツ口フラスコに、1,3−ジオキソラ
ン100gを入れ、0℃の冷水浴で冷却した。1,3−
ジオキソランの温度が3℃となったところで、重合開始
剤としてリンタングステン酸の5wt%メチルエチルケ
トン溶液0.1mlを攪拌下投入した。重合は、重合開
始剤投入直後から系全体で開始し、3℃という低温で反
応を開始したにもかかわらず、急激な発熱のために1,
3−ジオキソランが還流を起こし、さらに冷却管器の先
端から1,3−ジオキソランが一部噴出した。この間、
系は重合により急激に増粘し、約30秒で発熱ピーク8
2℃を迎えた。その後3分間反応を続け、比較例1のポ
リジオキソランを取り出した。ただし、粘度が非常に高
いために約25gがフラスコ内に残った。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. <Calculation of reaction yield> <Example 1> Kurimoto Iron Works S2 type KRC kneader (L / D
= 13.2), the jacket temperature was set to 20 ° C., and the shaft rotation speed was set to 96 rotations / minute. 1,3-dioxolane was supplied at a rate of 10 kg / hr from the charging port, and 6 ml of a 5 wt% methyl ethyl ketone solution of phosphotungstic acid as a polymerization initiator was further supplied from a polymerization initiator supply nozzle provided 3 cm above the monomer liquid surface. It was added in a droplet form at a rate of hr. The polymerization was locally started immediately from the portion where the droplet of the polymerization initiator solution dropped. About 5 minutes after the introduction of the polymerization initiator solution was started, the valve at the outlet was opened, and polydioxolane with high viscosity was discharged. The discharged polymer was put into a batch type 2L kneader equipped with a Banbury type stirring blade every 10 minutes, and 1 wt% of triethylamine was added.
The polymerization initiator was deactivated by stirring with 100 g of the -1,3-dioxolane solution. About 10.1 kg of the pre-dried polymer obtained by continuing the operation for 1 hour was dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 5 hours, and as a result, about 8.2 kg of polydioxolane 1 was obtained. <Example 2> S2 type KRC kneader manufactured by Kurimoto Iron Works (L / D
= 13.2), the jacket temperature was set to 20 ° C., and the shaft rotation speed was set to 38 rotations / minute. 10 kg / hr of 1,3-dioxolane from the charging port, and 6 ml of a 5 wt% methyl ethyl ketone solution of phosphotungstic acid as a polymerization initiator.
/ Hr was added in the same manner as in Example 1. Polymerization was started immediately after adding 1,3-dioxolane and the polymerization initiator solution. After about 5 minutes, when the valve of the discharge port was opened, high viscosity polydioxolane was discharged. The discharged polymer was placed every 10 minutes in a batch type 2L kneader equipped with a Banbury type stirring blade, and triethylamine
The polymerization initiator was deactivated by stirring with 100 g of a wt% -1,3-dioxolane solution. Approximately 9.8 kg of the polymer before drying obtained by continuing the operation for 1 hour was dried in a vacuum dryer at 100 ° C for 5 hours.
As a result of drying over time, about 8.3 kg of polydioxolane 2 was obtained. <Example 3> S2 type KRC kneader manufactured by Kurimoto Iron Works (L / D
= 13.2), the jacket temperature was set to 40 ° C., and the shaft rotation speed was set to 38 rotations / minute. 7 kg / hr of 1,3-dioxolane from the charging port, 3 ml of 5 wt% phosphotungstic acid methyl ethyl ketone solution as a polymerization initiator
It was charged in the same manner as in Example 1 at a rate of hr. Polymerization
Immediately after the addition of 1,3-dioxolane and the polymerization initiator solution, the polymerization was started. After about 10 minutes, when the valve of the discharge port was opened, high-viscosity polydioxolane was discharged. The discharged polymer was put into a batch type 2L kneader equipped with a Banbury type stirring blade every 10 minutes, and 1 w of triethylamine was added.
The polymerization initiator was deactivated by stirring with 100 g of a t% -1,3-dioxolane solution. About 6.9 kg of the pre-drying polymer obtained by continuing the operation for 1 hour was dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 5 hours, and as a result, about 6.0 kg of polydioxolane 3 was obtained. <Example 4> S2 type KRC kneader manufactured by Kurimoto Iron Works (L / D
= 13.2), the jacket temperature was set to 40 ° C., and the shaft rotation speed was set to 45 rotations / minute. 10 kg / hr of 1,3-dioxolane and 10 m of a 5 wt% phosphotungstic acid methyl ethyl ketone solution as a polymerization initiator from the charging port
It was added in the same manner as in Example 1 at a ratio of 1 / hr. Polymerization was started immediately after adding 1,3-dioxolane and the polymerization initiator solution. After about 1 minute, when the valve of the discharge port was opened, highly viscous polydioxolane was discharged. The discharged polydioxolane was further charged into another S2 type KRC kneader (L / D = 7.6), and a 0.1 wt% -1,3-dioxolane solution of triethylamine was added to this solution.
The polymerization initiator was deactivated by charging from the same charging port at a rate of 5 kg / hr. About 9.5 kg of the pre-drying polymer obtained by continuing the operation for 1 hour was dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 5 hours, and as a result, about 8.4 kg of polydioxolane 4 was obtained. <Example 5> About 9.5 kg of a pre-dried polymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1M-dichloromethane solution of triethyloxonium tetrafluoroborate was added as a polymerization initiator at a rate of 10 ml / hr. . Then, the polymer was dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 5 hours, and as a result, about 8.0 kg of polydioxolane 5 was obtained. <Example 6> 2M of triethylaluminum as a polymerization initiator
-Hexane solution and concentrated sulfuric acid, 3 ml / hr,
About 9.5 kg of a pre-dried polymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was 1 ml / hr. Then, the polymer was dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 5 hours, and as a result, about 7.6 kg of polydioxolane 6 was obtained. <Example 7> The polymer before drying was dried in the same manner as in Example 3 except that a mixture of 80 parts by weight of 1,3-dioxolane and 20 parts by weight of ε-caprolactone was used as a monomer.
2 kg was obtained. Then, the polymer was dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 5 hours, and as a result, about 5.3 kg of polydioxolane 7 was obtained. <Example 8> About 7.0 kg of polymer before drying was carried out in the same manner as in Example 3 except that a mixture of 90 parts by weight of 1,3-dioxolane and 10 parts by weight of 2-methyl-1,3-dioxolane was used as a monomer. Got Then, the polymer is mixed with 10
As a result of drying in a vacuum dryer at 0 ° C. for 5 hours, about 4.
8 kg of polydioxolane 8 was obtained. <Example 9> About 7.2 kg of a polymer before drying was carried out in the same manner as in Example 3 except that a mixture of 98 parts by weight of 1,3-dioxolane and 2 parts by weight of 2-phenyl-1,3-dioxolane was used as a monomer. Got Then, the polymer is mixed with 10
As a result of drying in a vacuum dryer at 0 ° C. for 5 hours, about 4.
6 kg of polydioxolane 9 was obtained. <Example 10> 1,3-dioxolane 90 as a monomer
About 7.3 kg of a polymer before drying was obtained in the same manner as in Example 3 except that a mixture of 10 parts by weight of styrene and 10 parts by weight of styrene was used. Then, the polymer was dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 5 hours, and as a result, about 4.7 kg of polydioxolane 10 was obtained. <Comparative Example 1> 100 g of 1,3-dioxolane was placed in a 200 ml four-necked flask equipped with a condenser, a stirrer, a nitrogen introducing tube, and a thermometer, and cooled in a cold water bath at 0 ° C. 1,3-
When the temperature of dioxolane reached 3 ° C., 0.1 ml of a 5 wt% methyl ethyl ketone solution of phosphotungstic acid as a polymerization initiator was added with stirring. The polymerization started in the entire system immediately after the polymerization initiator was added, and although the reaction started at a low temperature of 3 ° C., the rapid heat generation caused 1,
3-Dioxolane was refluxed, and 1,3-dioxolane was partially ejected from the tip of the cooling tube unit. During this time,
The system rapidly thickens due to polymerization, and the exothermic peak 8 occurs in about 30 seconds.
It reached 2 degrees Celsius. Then, the reaction was continued for 3 minutes, and the polydioxolane of Comparative Example 1 was taken out. However, the viscosity was so high that about 25 g remained in the flask.

【0031】得られたポリジオキソラン約75gにトリ
エチルアミンの0.1wt%−1,3−ジオキソラン溶
液を5gを添加して重合開始剤を失活させ、その後10
0℃の減圧乾燥器で5時間かけて乾燥した結果、約65
gのポリジオキソラン(比較例1−a)を得た。次に、
新たに1,3ージオキソラン75gをフラスコに供給
し、重合開始剤0.75mlを投入して重合を行った。
反応は1バッチ目に比べ穏やかであり、重合開始剤投入
後5分間はほとんど発熱は認められなかった。重合開始
剤投入後5分経過した時点から徐々に発熱に伴う温度上
昇が認められ、重合開始剤投入後13分で発熱ピーク4
5℃を迎えた。その後3分間反応を続け、生成したポリ
ジオキソランを取り出した。ただし、粘度が高いために
約10gがフラスコ内に残った。
To about 75 g of the obtained polydioxolane, 5 g of a 0.1 wt% -1,3-dioxolane solution of triethylamine was added to deactivate the polymerization initiator, and thereafter 10
As a result of drying in a vacuum dryer at 0 ° C for 5 hours, about 65
g of polydioxolane (Comparative Example 1-a) was obtained. next,
75 g of 1,3-dioxolane was newly supplied to the flask, and 0.75 ml of a polymerization initiator was added to carry out polymerization.
The reaction was milder than that in the first batch, and almost no exotherm was observed for 5 minutes after the addition of the polymerization initiator. A temperature increase gradually accompanied by heat generation was observed from 5 minutes after the addition of the polymerization initiator, and an exothermic peak 4 occurred 13 minutes after the addition of the polymerization initiator.
It reached 5 ° C. Then, the reaction was continued for 3 minutes, and the produced polydioxolane was taken out. However, about 10 g remained in the flask due to the high viscosity.

【0032】得られたポリジオキソラン約90gにトリ
エチルアミンの0.1wt%−1,3−ジオキソラン溶
液を5gを添加して重合開始剤を失活させ、その後10
0℃の減圧乾燥器で5時間かけて乾燥した結果、約60
gのポリジオキソラン(比較例1−b)を得た。 <比較例2>実施例1と同様の条件で重合を行った。た
だし、排出された重合体には、実施例1の様に10分毎
に2Lニーダーで重合開始剤を失活させる操作は行わ
ず、そのまま20Lニーダー内でKRCニーダの運転が
終了するまで放置した。KRCニーダの運転を1.5時
間で終了し、その間に20Lニーダー内に排出された重
合体をさらに30分間室温で保存した後、トリエチルア
ミンの1wt%−1,3−ジオキソラン溶液900gを
添加することで一括して重合開始剤を失活させた。その
後の乾燥は実施例1と同様に行い、乾燥前重合体約1
5.2kgを得た。その後、該重合体を100℃の減圧
乾燥器で5時間かけて乾燥した結果、約12.1kgの
ポリジオキソラン(比較例2)を得た。 <比較例3>単量体として1,3ージオキソラン40重
量部とεーカプロラクトン60重量部との混合物を使用
した以外は実施例3と同様にして、乾燥前重合体約7.
2kgを得た。その後、該重合体を100℃の減圧乾燥
器で5時間かけて乾燥した結果、約3.6kgのポリジ
オキソラン(比較例3)を得た。 <比較例4>重合開始剤としてリンタングステン酸の5
wt%メチルエチルケトン溶液を0.6ml/hrの割
合で投入した以外は実施例1と同様にして、1,3−ジ
オキソランの重合を試みたが、重合反応は開始せず、単
量体がそのまま排出口から排出された。 <比較例5>重合開始剤としてリンタングステン酸の5
wt%メチルエチルケトン溶液を1500ml/hrの
割合で投入した以外は実施例1と同様にして、1,3−
ジオキソランの重合を試みたが、単量体供給口内で反応
が極めて激しく進行し、増粘して、発泡した重合体が盛
り上がって供給口を完全に塞いだために連続的に反応を
行うことができなかった。 <比較例6>重合開始剤としてリンタングステン酸の
0.5wt%メチルエチルケトン溶液を60ml/hr
の割合で投入した以外は実施例1と同様にして、1,3
−ジオキソランの重合を試みたが、重合反応は開始せ
ず、単量体がそのまま排出口6から排出された。 <結果>得られたポリジオキソランの反応収率及びポリ
スチレン換算数平均分子量(サイズ排除クロマトグラフ
ィーより測定)を表1に示す。
To about 90 g of the obtained polydioxolane, 5 g of a 0.1 wt% -1,3-dioxolane solution of triethylamine was added to deactivate the polymerization initiator, and then 10
As a result of drying in a vacuum dryer at 0 ° C for 5 hours, about 60
g of polydioxolane (Comparative Example 1-b) was obtained. Comparative Example 2 Polymerization was carried out under the same conditions as in Example 1. However, the discharged polymer was not subjected to the operation of deactivating the polymerization initiator with a 2 L kneader every 10 minutes as in Example 1, but was left as it was in a 20 L kneader until the operation of the KRC kneader was completed. . The operation of the KRC kneader was completed in 1.5 hours, during which the polymer discharged in the 20 L kneader was stored at room temperature for another 30 minutes, and then 900 g of a 1 wt% -1,3-dioxolane solution of triethylamine was added. The polymerization initiator was inactivated at once. Subsequent drying was carried out in the same manner as in Example 1, and about 1 polymer before drying was used.
Obtained 5.2 kg. Then, the polymer was dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 5 hours, and as a result, about 12.1 kg of polydioxolane (Comparative Example 2) was obtained. <Comparative Example 3> The polymer before drying was dried in the same manner as in Example 3 except that a mixture of 40 parts by weight of 1,3-dioxolane and 60 parts by weight of ε-caprolactone was used as a monomer.
2 kg was obtained. Then, the polymer was dried in a vacuum dryer at 100 ° C. for 5 hours, and as a result, about 3.6 kg of polydioxolane (Comparative Example 3) was obtained. <Comparative Example 4> 5 of phosphotungstic acid as a polymerization initiator
Polymerization of 1,3-dioxolane was attempted in the same manner as in Example 1 except that a wt% methyl ethyl ketone solution was added at a rate of 0.6 ml / hr, but the polymerization reaction did not start, and the monomer was directly discharged. It was discharged from the outlet. <Comparative Example 5> 5 of phosphotungstic acid as a polymerization initiator
1,3-, except that the wt% methyl ethyl ketone solution was added at a rate of 1500 ml / hr, in the same manner as in Example 1.
An attempt was made to polymerize dioxolane, but the reaction proceeded extremely violently in the monomer supply port, the viscosity increased, and the foamed polymer rose to completely block the supply port, so that the reaction could be continuously performed. could not. <Comparative Example 6> A 0.5 wt% methyl ethyl ketone solution of phosphotungstic acid was used as a polymerization initiator at 60 ml / hr.
In the same manner as in Example 1 except that the components were added in the proportions of 1, 3
-The polymerization of dioxolane was tried, but the polymerization reaction did not start, and the monomer was discharged from the discharge port 6 as it was. <Results> Table 1 shows the reaction yield of the obtained polydioxolane and the polystyrene reduced number average molecular weight (measured by size exclusion chromatography).

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】本発明の製造装置及び製造方法によれば、
従来では実施することが困難であったバルク或いは高濃
度での1,3−ジオキソランの開環重合を、温和に行う
ことが可能となり、高分子量でかつ高粘度のポリジオキ
ソランを高収率で連続的に得ることができる。また、こ
のようにして得られたポリジオキソランは従来の熱可塑
性樹脂と同様、フィルムや成形体用として極めて有用で
ある。
According to the manufacturing apparatus and manufacturing method of the present invention,
Ring-opening polymerization of 1,3-dioxolane in bulk or at high concentration, which was difficult to carry out in the past, can be carried out mildly, and polydioxolane of high molecular weight and high viscosity can be continuously produced in high yield. You can get it. Further, the polydioxolane thus obtained is extremely useful for films and molded articles, like conventional thermoplastic resins.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明の製造装置を用いることにより、
高分子量のポリジオキソランを効率よく高収率で得るこ
とができる。本発明の製造方法を用いることにより、高
分子量のポリジオキソランを効率よく高収率で得ること
ができるのに加えて、1,3−ジオキソランの重合を温
和に行うことができる。
By using the manufacturing apparatus of the present invention,
High molecular weight polydioxolane can be efficiently obtained in high yield. By using the production method of the present invention, high-molecular-weight polydioxolane can be efficiently obtained in a high yield, and in addition, 1,3-dioxolane can be gently polymerized.

【0036】本発明の製造方法を、0〜70℃の範囲内
の反応温度で行うと、より高分子量のポリジオキソラン
を、より効率良く高収率で得ることができる。本発明の
製造方法において、中和剤の添加を、重合開始剤投入時
点から1時間以内に行うと、より高分子量のポリジオキ
ソランを得ることができる。
When the production method of the present invention is carried out at a reaction temperature within the range of 0 to 70 ° C., polydioxolane having a higher molecular weight can be obtained more efficiently and in high yield. In the production method of the present invention, a polydioxolane having a higher molecular weight can be obtained by adding the neutralizing agent within 1 hour from the time of introducing the polymerization initiator.

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

【図1】本発明の製造装置の一例を示す模式図。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a manufacturing apparatus of the present invention.

【図2】その混練機の斜視図。FIG. 2 is a perspective view of the kneading machine.

【図3】その混練機の混練部の縦断面図。FIG. 3 is a vertical sectional view of a kneading section of the kneading machine.

【符号の説明】 1 混練機 2 2軸押し出し機 3 単量体供給部 4 重合開始剤供給部 5 中和剤供給部 6 混練物排出口 11 混練部 12 第1回転軸 13 第1羽根 14 第2回転軸 15 第2羽根[Explanation of Codes] 1 Kneader 2 2 Screw Extruder 3 Monomer Supply Section 4 Polymerization Initiator Supply Section 5 Neutralizer Supply Section 6 Kneaded Material Discharge Port 11 Kneading Section 12 1st Rotating Shaft 13 1st Blade 14th 2 rotating shaft 15 second blade

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗山 敏明 大阪府吹田市西御旅町5番8号 株式会社 日本触媒高分子研究所内 (72)発明者 雪竹 雅士 大阪府吹田市西御旅町5番8号 株式会社 日本触媒機能開発研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiaki Kuriyama 5-8 Nishimitabicho, Suita City, Osaka Prefecture Japan Catalytic Polymer Research Institute Ltd. (72) Inventor Masashi Yukitake 5th Nishimitabicho, Suita City, Osaka Prefecture No. 8 Japan Catalyst Functional Development Laboratory

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】1,3−ジオキソラン環を分子内に有する
化合物を60重量%以上含む単量体と重合開始剤とを混
練する混練部と、前記混練部で混練された混練物を排出
する混練物排出部とを有する混練機と、 前記混練物排出部に連結され、前記混練物を前記混練機
から受けて2軸押し出し処理をする2軸押し出し機と、 前記混練機に連結され、前記混練部に前記単量体を供給
する単量体供給部と、 前記混練機に連結され、前記混練部に前記重合開始剤を
供給する重合開始剤供給部と、 前記混練機に連結され、前記混練物に中和剤を供給する
中和剤供給部と、を備えた親水性熱可塑性樹脂の製造装
置。
1. A kneading section for kneading a monomer containing 60% by weight or more of a compound having a 1,3-dioxolane ring in its molecule and a polymerization initiator, and a kneaded product kneaded in the kneading section is discharged. A kneading machine having a kneading material discharging part, a twin-screw extruder connected to the kneading material discharging part, which receives the kneading material from the kneading machine and performs a twin-screw extrusion treatment, and is connected to the kneading machine, A monomer supply unit that supplies the monomer to the kneading unit, a polymerization initiator supply unit that is connected to the kneader and supplies the polymerization initiator to the kneading unit, and a connection to the kneader, and An apparatus for producing a hydrophilic thermoplastic resin, comprising: a neutralizing agent supply unit that supplies a neutralizing agent to a kneaded product.
【請求項2】前記混練機の混練物排出部と前記2軸押し
出し機との間に配置された補助混練機をさらに備えた、
請求項1に記載の親水性熱可塑性樹脂の製造装置。
2. A kneading machine further comprising an auxiliary kneader arranged between the kneaded material discharge part of the kneading machine and the twin-screw extruder.
The apparatus for producing a hydrophilic thermoplastic resin according to claim 1.
【請求項3】前記2軸押し出し機は揮発分除去部を有し
ている、請求項1または2に記載の親水性熱可塑性樹脂
の製造装置。
3. The apparatus for producing a hydrophilic thermoplastic resin according to claim 1, wherein the twin-screw extruder has a volatile matter removing section.
【請求項4】前記混練機は、第1回転軸と、前記第1回
転軸の外周部に設けられた螺旋形の羽根及び回転軸方向
に間隔を開けて配置された多数の羽根の群から選ばれた
少なくとも1種の第1羽根とを備えている、請求項1〜
3のいずれかに記載の親水性熱可塑性樹脂の製造装置。
4. The kneader comprises a first rotating shaft, a spiral blade provided on an outer peripheral portion of the first rotating shaft, and a group of many blades arranged at intervals in the rotating shaft direction. 1. At least one selected first blade is provided.
3. The hydrophilic thermoplastic resin manufacturing apparatus according to any one of 3 above.
【請求項5】前記混練機は、前記第1回転軸に隣接しか
つ平行に配置された第2回転軸と、前記第2回転軸の外
周部に設けられた螺旋形の羽根及び回転軸方向に間隔を
開けて配置された多数の羽根の群から選ばれた少なくと
も1種であり、かつ前記第1羽根と僅少な間隙を保って
配置されている第2羽根とをさらに備えている、請求項
4に記載の親水性熱可塑性樹脂の製造装置。
5. The kneading machine comprises a second rotating shaft arranged adjacent to and parallel to the first rotating shaft, a spiral blade provided on an outer peripheral portion of the second rotating shaft, and a rotating shaft direction. At least one selected from the group of a large number of blades spaced apart from each other, and further comprising a second blade arranged with the first blade and a small gap therebetween. Item 5. The apparatus for producing a hydrophilic thermoplastic resin according to Item 4.
【請求項6】第1回転軸と、前記第1回転軸の外周部に
設けられた螺旋形の羽根及び回転軸方向に間隔を開けて
配置された多数の羽根の群から選ばれた少なくとも1種
の第1羽根とを備えている混練機に、1,3−ジオキソ
ラン環を分子内に有する化合物を60重量%以上含む単
量体を供給する単量体供給工程と、 局所的に前記単量体の重合を開始させるために、前記混
練機に重合開始剤を間欠的に添加する重合開始剤添加工
程と、 前記混練機内で得られた重合物に含まれる前記重合開始
剤を失活させるために、前記混練機に中和剤を添加する
中和剤添加工程と、を含む親水性熱可塑性樹脂の製造方
法。
6. A first rotating shaft, at least one selected from a group of a plurality of blades arranged at intervals in the rotating shaft direction and a spiral blade provided on an outer peripheral portion of the first rotating shaft. A monomer feeding step of feeding a monomer containing 60% by weight or more of a compound having a 1,3-dioxolane ring in its molecule to a kneading machine equipped with a first blade of a seed; A polymerization initiator addition step of intermittently adding a polymerization initiator to the kneader to start the polymerization of the monomer, and deactivate the polymerization initiator contained in the polymer obtained in the kneader. Therefore, a method for producing a hydrophilic thermoplastic resin, comprising a neutralizing agent addition step of adding a neutralizing agent to the kneader.
【請求項7】前記混練機は、前記第1回転軸に隣接しか
つ平行に配置された第2回転軸と、前記第2回転軸の外
周部に設けられた螺旋形の羽根及び回転軸方向に間隔を
開けて配置された多数の羽根の群から選ばれた少なくと
も1種であり、かつ前記第1羽根と僅少な間隙を保って
配置されている第2羽根とをさらに備えている、請求項
6に記載の親水性熱可塑性樹脂の製造方法。
7. The kneader comprises a second rotary shaft arranged adjacent to and parallel to the first rotary shaft, a spiral blade provided on an outer peripheral portion of the second rotary shaft, and a rotary shaft direction. At least one selected from the group of a large number of blades spaced apart from each other, and further comprising a second blade arranged with the first blade and a small gap therebetween. Item 7. A method for producing a hydrophilic thermoplastic resin according to Item 6.
【請求項8】前記重合開始剤添加工程は、0〜70℃の
範囲内の反応温度で行う工程である、請求項6または7
に記載の親水性熱可塑性樹脂の製造方法。
8. The method according to claim 6 or 7, wherein the step of adding the polymerization initiator is performed at a reaction temperature in the range of 0 to 70 ° C.
The method for producing the hydrophilic thermoplastic resin according to 1.
【請求項9】前記中和剤添加工程は、前記重合開始剤添
加工程の開始から1時間以内に行われる、請求項6〜8
のいずれかに記載の親水性熱可塑性樹脂の製造方法。
9. The neutralizing agent addition step is performed within 1 hour from the start of the polymerization initiator addition step.
5. The method for producing the hydrophilic thermoplastic resin according to any one of 1.
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