JPH11302332A - ビニルアルコール系重合体 - Google Patents

ビニルアルコール系重合体

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JPH11302332A
JPH11302332A JP11165098A JP11165098A JPH11302332A JP H11302332 A JPH11302332 A JP H11302332A JP 11165098 A JP11165098 A JP 11165098A JP 11165098 A JP11165098 A JP 11165098A JP H11302332 A JPH11302332 A JP H11302332A
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vinyl
pref
vinyl alcohol
mol
imino ether
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JP11165098A
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Toshitaka Somemiya
利孝 染宮
Yoshinori Ando
由典 安藤
Akeshi Fujita
明士 藤田
Naoki Fujiwara
直樹 藤原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐水化剤の併用により、顕著な耐水性が発現
するビニルアルコール系重合体を提供する。また、架橋
反応などの反応性に優れたビニルアルコール系重合体を
提供する。 【解決手段】 イミノエーテル環構造を有する単量体単
位を0.01〜20モル%含有するビニルアルコール系
重合体

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は新規な変性ビニルア
ルコール系重合体に関する。
【0002】
【従来の技術】ビニルアルコール系重合体(以下、PV
Aと略記する。)は数少ない結晶性の水溶性高分子とし
て優れた界面特性および強度特性を有する事から、紙加
工、繊維加工およびエマルジョン用の安定剤に利用され
ているほか、PVA系フィルムおよびPVA系繊維等の
原料として重要な地位を占めている。一方で結晶性を制
御したり、官能基を導入して特定の性能を向上させた高
機能化の追求も行われており、いわゆる変性PVAも種
々開発されている。
【0003】イミノエーテル環を有する重合体に関して
はこれまでにもいくつか知られており、たとえば特公昭
45-33420号公報においては2−イソプロペニル−2−オ
キサゾリンと、スチレン、メタクリル酸、アクリロニト
リルといった不飽和結合を有する化合物との共重合によ
って側鎖にオキサゾリン環を有するポリスチレン、ポリ
メタクリル酸、ポリアクリロニトリルといった共重合体
の合成法が開示されている。また、同公報において2−
イソプロペニル−2−オキサゾリンと酢酸ビニルとの共
重合によって、側鎖にオキサゾリン環を有するポリ酢酸
ビニルが得られるといった記載がある。しかし、イミノ
エーテル環を有するPVAについてはこれまで報告がな
されていないのが現状である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、側鎖
にイミノエーテル環を有する新規な変性PVAを提供す
ることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を鑑み検討を行った結果、イミノエーテル環構造を有す
る単量体単位を0.01〜20モル%含有するビニルア
ルコール系重合体を見出し、本発明を完成させるに至っ
た。
【発明の実施の形態】
【0006】本発明のPVAにおけるイミノエーテル環
を有する単量体単位(以下、構造Aと略記する。)の含
有量は、通常0.01〜20モル%、好ましくは0.1
〜15モル%、さらに好ましくは0.2〜10モル%で
ある。構造Aの含有量が極端に少ない場合は構造Aに基
づく物性や機能などが十分に発現されず、また極端に多
い場合には、ビニルアルコール系重合体が本来有する水
溶性などの特徴が失われるため好ましくない。
【0007】本発明のPVAの重合度に特に制限はない
が、該PVAの30℃における極限粘度測定(オストワ
ルド粘度管にて測定)から算出した粘度平均重合度
(P)で表して、50〜10000の範囲が好ましく、
100〜5000の範囲がより好ましく、150〜20
00の範囲がさらに好ましい。重合度が10000を越
えるようなものは合成が難しく、また重合度が極端に低
い場合は重合体としてのPVAの物性が発現しなくなる
ため好ましくない。
【0008】本発明のPVAのけん化度は、水溶性であ
れば特に制限はないが、通常は65モル%以上、好まし
くは80モル%以上である。
【0009】イミノエーテル環構造を有する単量体単位
としては、下記の化2に示す構造が好ましい。
【化2】
【0010】但し、R1〜R4はそれぞれ水素又は炭素
数8以下の置換基を、Xは単結合又は炭素数5以下の連
結基を、またR5は水素又はメチル基を表す。
【0011】本発明のPVAは、イミノエーテル環を含
む単位を除くと、実質的にビニルアルコール単位または
ビニルアルコール単位とビニルエステル単位からなる。
ビニルエステル単位としては、蟻酸ビニル、酢酸ビニ
ル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、トリフル
オロ酢酸ビニル、2−エチルヘキサン酸ビニル等が挙げ
られ、通常酢酸ビニルが用いられる。
【0012】また、本発明の主旨を損なわない範囲でこ
れら以外のモノマー単位を含有する事は差し支えない。
このような単位を例示するとエチレン、プロピレン、1
−ブテン、イソブテンなどのオレフィン類;アクリル
酸、メタクリル酸、クロトン酸、フタル酸、マレイン
酸、イタコン酸などの不飽和酸類の塩あるいは炭素数1
〜18のモノまたはジアルキルエステル類;アクリルア
ミド、炭素数1〜18のN−アルキルアクリルアミド、
N,N−ジメチルアクリルアミド、2−アクリルアミド
プロパンスルホン酸塩、アクリルアミドプロピルジメチ
ルアミンあるいはその酸塩あるいはその4級塩などのア
クリルアミド類;メタクリルアミド、炭素数1〜18の
N−アルキルメタクリルアミド、N,N−ジメチルメタ
クリルアミド、2−メタクリルアミドプロパンスルホン
酸塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンあるい
はその酸塩あるいはその4級塩などのメタクリルアミド
類;N−ビニルピロリドン、N−ビニルホルムアミド、
N−ビニルアセトアミドなどのN−ビニルアミド類;ア
クリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化ビ
ニル類;炭素数1〜18のアルキルビニルエーテル、ヒ
ドロキシアルキルビニルエーテル、アルコキシアルキル
ビニルエーテルなどのビニルエーテル類;塩化ビニル、
塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、臭
化ビニルなどのハロゲン化ビニル類;トリメトキシビニ
ルシランなどのビニルシラン類、酢酸アリル、塩化アリ
ル、アリルアルコール、ジメチルアリルアルコール等が
挙げられるがこれらに限定されるものではない。また、
これら単量体単位の含有量については、けん化度と同様
に制限はなく、得られる重合体が水溶性であればよい
が、イミノエーテル環によって実現される特徴を損なわ
ないために、通常これら成分の含有量は10モル%以下
とし、5モル%以下がさらに好ましい。
【0013】ビニルエステルモノマーとイミノエーテル
環構造を有するコモノマーとの共重合の方法としては、
塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法など
公知の方法が挙げられる。その中でも、無溶媒あるいは
アルコールなどの溶液中で重合する塊状重合法や溶液重
合法が通常採用され、高重合度のものを得る場合には、
乳化重合法が採用される。溶液重合時に溶媒を用いる場
合は、アルコールとしてはメチルアルコール、エチルア
ルコール、プロピルアルコールなどが、その他の有機溶
媒としてはジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン
等が用いられるが、これらに限定されるものではない。
またこれらの溶媒の2種あるいはそれ以上を混合して重
合溶媒として用いることができる。共重合に使用される
開始剤としては、α,α’−アゾビス(イソブチロニト
リル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロ
ニトリル)、過酸化ベンゾイル、n−プロピルパーオキ
シカーボネートなどのアゾ系開始剤または過酸化物系開
始剤など公知の開始剤が挙げられる。重合温度について
は特に制限はないが、−10℃〜150℃の範囲が適当
である。
【0014】ビニルエステルモノマーとの共重合に用い
るイミノエーテル環構造を有するビニルコモノマーとし
ては、下記の化3で示されるものが好ましい。
【0015】
【化3】
【0016】但し、R1〜R4は水素又は炭素数8以下
の置換基を、Xは単結合又は炭素数5以下の連結基を、
またR6は炭素−炭素二重結合を有する置換基を表す。
R6がビニル基又はイソプロペニル基のものが好んで用
いられ、さらにXが単結合またはメチレン基であるもの
がより好まれる。
【0017】このようなものとしては、2−ビニル−2
−オキサゾリン、4,4−ジメチル−2−ビニル−2−
オキサゾリン、4,4,6−ジメチル−2−ビニル−2
−オキサゾリン、4−エチル−2−ビニル−2−オキサ
ゾリン、4−オクチル−2−ビニル−2−オキサゾリ
ン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、、4,4
−ジメチル−2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、
4,4,6−ジメチル−2−イソプロペニル−2−オキ
サゾリン、4−エチル−2−イソプロペニル−2−オキ
サゾリン、4−オクチル−2−イソプロペニル−2−オ
キサゾリンなどのオキサゾリン類、2−ビニル−2−オ
キサジン、4,4−ジメチル−2−ビニル−2−オキサ
ジン、4,4,6−ジメチル−2−ビニル−2−オキサ
ジン、4−エチル−2−ビニル−2−オキサジン、4−
オクチル−2−ビニル−2−オキサジン、2−イソプロ
ペニル−2−オキサジン、4,4−ジメチル−2−イソ
プロペニル−2−オキサジン、4,4,6−ジメチル−
2−イソプロペニル−2−オキサジン、4−エチル−2
−イソプロペニル−2−オキサジン、4−オクチル−2
−イソプロペニル−2−オキサジンなどのオキサジン類
といったものが挙げられるが、これらに限定されるもの
ではない。
【0018】共重合に引き続く加水分解には、通常のポ
リビニルエステルのけん化で用いられる塩基性触媒を用
いたけん化反応がそのまま適用できる。すなわち、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート
等の塩基性触媒を用い、メタノール、エタノール、プロ
パノール、ブタノール、エチレングリコール等のアルコ
ールやグリコールを溶媒として反応が行われる。この場
合、ビニルエステル系重合体や触媒の溶解性を向上する
ために、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジメチルス
ルホキシド、ジエチレングリコールジメチルエーテル、
トルエン、アセトン等の溶剤が適宜混合して使用され
る。また、ヒドロキノンやp−メトキシフェノール等の
ラジカル重合禁止剤等を添加する場合もある。けん化反
応の条件は、使用するビニルエステル系重合体の構造や
目的とするビニルアルコール系重合体のけん化度によっ
て適宜調整されるが、通常、けん化は触媒濃度/ビニル
エステル単位濃度(モル比)=0.001〜1.2、反
応温度:20〜180℃、反応時間:0.1〜20時間
の範囲で実施される。
【0019】本発明の変性PVAは、従来の変性PVA
に比較して、芳香族及び脂肪族メルカプタンや芳香族及
び脂肪族カルボン酸及びこれらの無水物などといった他
の化合物との反応性が優れている。したがって、上記の
メルカプタンやカルボン酸などの官能基を分子中に複数
個有する化合物を架橋剤として併用することにより、P
VAが容易に架橋されて高い耐水性が発現する。また、
本発明のPVAを原料に用いて更に新規な構造を有する
変性PVAの合成にも適している。
【0020】
【実施例】以下、実施例および比較例により本発明を詳
細に説明する。以下の実施例および比較例において
「部」および「%」は、特に断りのない限り重量基準を
意味する。
【0021】イミノエーテル環を有する変性PVAの実
施例 実施例1 撹拌機、環流冷却管、窒素導入管および温度計を取り付
けた反応器に、酢酸ビニルモノマー1000部、4,4
−ジメチル−2−ビニルオキサジン1.2部およびメタ
ノール300部を仕込み、窒素ガスを30分バブリング
して脱気した。別途、メタノール33部に2,2’−ア
ゾビス(イソブチロニトリル)0.8部を溶解した開始
剤溶液を調整し、窒素ガスのバブリングにより窒素置換
した。また、4,4−ジメチル−2−ビニルオキサジン
をメタノールに溶解して濃度50%のコモノマー溶液を
調整し、窒素ガスのバブリングにより窒素置換した。反
応器の昇温を開始し、内温が60℃となったところで、
別途調整した開始剤溶液を添加し重合を開始した。コモ
ノマー溶液を滴下して重合溶液中のモノマー組成が一定
となるようにしながら、60℃で5時間重合したのち冷
却して重合を停止した。このときの固形分濃度は36.
0%であった。続いて30℃、減圧下でメタノールを時
々添加しながら未反応の酢酸ビニルモノマーの除去を行
い、ポリ酢酸ビニル共重合体のメタノール溶液(濃度3
3.7%)を得た。このメタノール溶液の一部をエーテ
ル中に投入してポリマーを回収し、アセトン−ヘキサン
で2回再沈精製したのち、40℃で減圧乾燥した。この
精製ポリマーについて、CDCl3を溶媒にしてプロト
ンNMR(日本電子(株)製GSX−270)測定を行っ
たところ、4.0〜4.2ppmの領域にイミノエーテ
ル環に由来するシグナルが観測された。このシグナルと
ポリ酢酸ビニル由来のシグナル(4.8〜5.2pp
m)との積分値を比較したところ、ポリマー中の4,4
−ジメチル−2−ビニルオキサジン由来の単量体単位の
変性量は2.0モル%であることが判った。また30℃
でのアセトン中の極限粘度測定(オストワルド粘度管に
て測定)を実施し粘度平均重合度を算出したところ、粘
度平均重合度は1650であった。
【0022】撹拌機、環流冷却管、窒素導入管および温
度計を備えた反応器に、上で得た酢酸ビニル共重合体の
メタノール溶液(濃度30.0%)100部を計りと
り、40℃に昇温してから10%濃度の水酸化ナトリウ
ムのメタノール溶液5.2部を添加してけん化を行っ
た。40℃で1時間放置したのち粉砕し、酢酸を加え中
和してからソックスレー抽出器を用いて48時間以上洗
浄し、60℃で20時間以上乾燥して、イミノエーテル
環を有する変性PVAを得た。該PVAを重合体1とす
る。重合体1のプロトンNMR(d6−DMSO)を測
定したところ、4.0〜4.2ppmの領域にイミノエ
ーテル環に由来するシグナルが観測された。このシグナ
ルとポリビニルアルコール由来のシグナル(3.8〜
4.2ppm)及びポリ酢酸ビニル由来のシグナル
(4.8〜5.2ppm)との積分値を比較したとこ
ろ、ポリマー中に2.0モル%のイミノエーテル環の導
入が確認でき、またビニルアルコール含量は97.2モ
ル%であった。重合体1のプロトンNMRスペクトルを
図1に示す。また、重合体1の水溶液を用いて30℃で
の極限粘度測定(オストワルド粘度管にて測定)を実施
し粘度平均重合度を算出したところ、粘度平均重合度の
値は1600であった。
【0023】実施例2〜実施例8 表1に示す重合条件に変更したこと以外は、実施例1と
同様の方法によって重合体2〜重合体8を合成した。得
られた重合体1〜重合体8の物性を表2に示す。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】実施例9 重合体1を水に溶解して濃度5%の水溶液とし、ここに
PVA中のイミノエーテル環と等モル当量の架橋剤(コ
ハク酸)を添加し、この溶液から室温(20℃)にて流
延によってPVAのフィルムを調整した。このフィルム
に150℃、10分間の熱処理を行ったものを20℃の
水中に24時間浸漬したのちに、フィルムを水中から引
き上げ表面の水分を柔らかい紙や布などでふき取り、膨
潤したフィルムの重量を測定した。更にフィルムを10
5℃の熱風乾燥機内で24時間放置して乾燥を行い、乾
燥後のフィルムの重量を測定した。これらの測定値から
次の式に従ってフィルムの膨潤度および溶出率を測定し
た。
【0027】膨潤度=膨潤したフィルムの重量/乾燥後
のフィルムの重量(倍) 溶出率=溶出したフィルムの重量/水浸漬前のフィルム
の重量*100(%) (溶出したフィルムの重量=水浸漬前のフィルムの重量
−乾燥後のフィルムの重量)
【0028】次に、架橋剤を添加しないこと以外は、上
記と同様にしてフィルム物性の評価を行った。上記のフ
ィルム物性に関する評価結果を表3に示す。
【0029】実施例10〜16 重合体1に代えて、重合体2〜8を用いること以外は、
実施例9と同様にしてフィルム物性の評価を行った。結
果を表3に示す。
【0030】
【表3】
【0031】比較例1〜4 実施例9と同様の方法により表4に示すPVAのフィル
ム物性の評価を行った。結果を表5に示す。
【0032】
【表4】
【0033】
【表5】
【0034】本発明の実施例と比較例から、本発明のイ
ミノエーテル環を有するPVAと架橋剤(コハク酸)か
ら作成したPVAフィルムは、適当な条件で熱処理を行
うことにより、水中に浸漬した時の水浸漬後のフィルム
の膨潤が小さく且つフィルムの水中への溶出が格段に低
下し、耐水性が顕著に向上することが判った。
【0035】
【発明の効果】本発明のビニルアルコール系重合体は、
反応性の高いイミノエーテル環を有することから、架橋
により耐水性の向上が容易に発現するなど有用性が高
い。また、各種の化合物との反応を行うことによって、
多くの新規な変性PVAを合成することが可能であり、
新規変性PVAの合成中間体として用いることができ
る。また、イミノエーテル環の反応性を利用したブロッ
ク共重合体への応用なども可能である。また、PVA本
来の性質も有しているため、PVAの公知の用途、例え
ばフィルム、シート、パイプ、分離膜、繊維、繊維用糊
剤、紙加工剤、顔料分散剤、各種バインダー用途、モル
タルやセメントの添加剤などにも好適に用いることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られた重合体1のプロトンNMR
スペクトルを示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI (C08F 218/00 226:06) (72)発明者 藤原 直樹 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 イミノエーテル環構造を有する単量体単
    位を0.01〜20モル%含有するビニルアルコール系
    重合体。
  2. 【請求項2】 イミノエーテル環構造を有する単量体単
    位が化1に示す構造である請求項1記載のビニルアルコ
    ール系重合体。 【化1】 (R1〜R4はそれぞれ水素又は炭素数8以下の置換基
    を、Xは単結合又は炭素数5以下の連結基を、またR5
    は水素又はメチル基を表す。)
  3. 【請求項3】 イミノエーテル環がオキサゾリン環又は
    オキサジン環である請求項1または2記載のビニルアル
    コール系重合体。
  4. 【請求項4】 粘度平均重合度が50〜10000であ
    る請求項1〜3のいずれか1項に記載のビニルアルコー
    ル系重合体。
JP11165098A 1998-04-22 1998-04-22 ビニルアルコール系重合体 Pending JPH11302332A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008056843A (ja) * 2006-09-01 2008-03-13 Asics Corp 熱膨張性接着剤、シューズ、シューズの解体方法、及びシューズ解体用マイクロ波照射装置
JP2009101691A (ja) * 2008-11-17 2009-05-14 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 転写印刷用水溶性ベースフィルムの製造方法

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