JPS5815495B2 - Polyion Complex Seihou - Google Patents

Polyion Complex Seihou

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JPS5815495B2
JPS5815495B2 JP50097509A JP9750975A JPS5815495B2 JP S5815495 B2 JPS5815495 B2 JP S5815495B2 JP 50097509 A JP50097509 A JP 50097509A JP 9750975 A JP9750975 A JP 9750975A JP S5815495 B2 JPS5815495 B2 JP S5815495B2
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JP
Japan
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pic
group
solution
polymer
seihou
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JP50097509A
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Japanese (ja)
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JPS5222091A (en
Inventor
清水明彦
清田徹
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Tosoh Corp
Original Assignee
Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は側鎖に不飽和基を有するポリカチオンポリマー
と任意のポリアニオンポリマーとの反応によって製造さ
れる新規ポリイオンコンプレックス(以下PICと記す
)の製法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a novel polyion complex (hereinafter referred to as PIC) produced by reacting a polycationic polymer having an unsaturated group in its side chain with any polyanionic polymer.

従来、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムとポリベンジ
ルトリメチルアンモニウムクロリドの組合せ〔エンサイ
クロペディア オブ ケミカルテクノロジー 第6巻、
第2版、第117−132頁、1968年〕、ポリビニ
ルアルコールの陰イオン性部分置換体とポリビニルピリ
ジニウム塩とのPICの報告など、PICに関する報告
は多い。
Conventionally, a combination of sodium polystyrene sulfonate and polybenzyltrimethylammonium chloride [Encyclopedia of Chemical Technology Vol. 6,
2nd Edition, pp. 117-132, 1968], there are many reports on PIC, such as a report on PIC between an anionic partially substituted product of polyvinyl alcohol and a polyvinylpyridinium salt.

しかし、これらの方法で得られたPICは、その強度の
点において耐久性がないという欠点がある。
However, the PIC obtained by these methods has the disadvantage that it is not durable in terms of strength.

本発明は、この点において鋭意研究した結果、末端不飽
和基を有するポリカチオンポリマーを使用することによ
り、解決しえたものである。
As a result of intensive research on this point, the present invention was able to solve this problem by using a polycationic polymer having a terminal unsaturated group.

本発明の製法に従って製造されたPICは末端不飽和基
を有しているため従来のPICに比べて透析膜、あるい
は限外沢過膜などを製造する場合、光または熱処理など
の方法によって架橋かり能であり、それによって架橋密
度を犬にすることができる。
Since the PIC produced according to the production method of the present invention has terminal unsaturated groups, it is more difficult to crosslink by light or heat treatment when producing dialysis membranes or ultrafiltration membranes than conventional PIC. cross-linking density, thereby allowing the cross-linking density to be increased.

これは末端不飽和基を有しているため、化学処理などの
複雑な方法を必要としないためである。
This is because it has a terminal unsaturated group and does not require complicated methods such as chemical treatment.

本発明のPICは透析膜、限外濾過膜、電気伝導性コー
ティング、帯電防止用コーティングあるいは医療用材料
など多くの用途を有している。
The PIC of the present invention has many uses such as dialysis membranes, ultrafiltration membranes, electrically conductive coatings, antistatic coatings, or medical materials.

医療材料あるいは種々の材料の表面コーティングなどに
用いる場合、他のビニル系単量体を結合せしめることも
でき、従来のPICに比べて顕著に相違している。
When used for surface coating of medical materials or various materials, other vinyl monomers can also be bonded to it, which is significantly different from conventional PIC.

本発明で使用されるポリアニオンポリマーとして;ポリ
スチレンスルホン酸またはポリスチレンスルホン酸ナト
リウムなどのアルカリ金属塩;ポリビニルスルホン酸ま
たはポリビニルスルホン酸ナトリウムなどのアルカリ金
属塩;ポリアクリル酸、ポリメタアクリル酸、カルボキ
シメチルセルロース、アルギン酸またはそれらのアルカ
リ金属塩などの通常のポリアニオンのものが使用できる
As polyanionic polymers used in the present invention; alkali metal salts such as polystyrene sulfonic acid or sodium polystyrene sulfonate; alkali metal salts such as polyvinyl sulfonic acid or sodium polyvinyl sulfonate; polyacrylic acid, polymethacrylic acid, carboxymethyl cellulose, Common polyanions such as alginic acid or their alkali metal salts can be used.

本発明での末端不飽和基含有ポリカチオンポリマーとし
ては下記一般式で示されるくり返し単位を含むものであ
る。
The polycationic polymer containing a terminal unsaturated group in the present invention includes a repeating unit represented by the following general formula.

および/または 〔ただし、R1は以下に示す不飽和基、 水素原子または炭素数1〜4のアルキル基、pは−CH
2−0−から選ばれる基、qはOまたは1、基、rは0
または1〜3の整数) R2;水素原子または炭素数1ないし4のアルキル基で
ある。
and/or [However, R1 is an unsaturated group shown below, a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, p is -CH
a group selected from 2-0-, q is O or 1, a group, r is 0
or an integer of 1 to 3) R2: a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

R3とR4;R3とR4は異なってもよく、炭素数1な
いし4のアルキル基である。
R3 and R4; R3 and R4 may be different and are an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

M;スチレンまたはα−メチルスチレンナトの置換スチ
レン、アクリロニトリルまたはメタアクリロニトリルな
どの置換アクリロニトリルなどのビニル化合物で、それ
らから得られる重合体が電解質ポリマーでなければその
制限はない。
M: Vinyl compounds such as styrene or substituted styrene such as α-methylstyrene, substituted acrylonitrile such as acrylonitrile or methacrylonitrile, and there is no restriction as long as the polymer obtained from them is an electrolyte polymer.

X;ハロゲン原子または水酸基である。X: A halogen atom or a hydroxyl group.

X;0を含む任意の数である。X: Any number including 0.

n:10以上の任意の数である。n: Any number of 10 or more.

〕使用するポリアニオンポリマーがポリスチレンスルホ
ン酸ナトリウムのような場合には、本発明では強電解質
−強電解質の組み合せであるためほぼ1:1の当量比の
PICが製造される。
] When the polyanionic polymer used is sodium polystyrene sulfonate, the present invention produces PIC with an equivalent ratio of approximately 1:1 since it is a strong electrolyte-strong electrolyte combination.

一方、使用するポリアニオンポリマーがポリアクリル酸
のような場合には、アルカリ水溶液の添加量の多少によ
ってカルボン酸の解離度を種々調整できるため、ポリア
ニオンとポリカチオンの比を種々変化させたPICが生
成できる。
On the other hand, when the polyanionic polymer used is polyacrylic acid, the degree of dissociation of the carboxylic acid can be adjusted in various ways by adjusting the amount of aqueous alkaline solution added, so PIC with various ratios of polyanion and polycation can be produced. can.

従来のかかる方法で得られたPICは、強電解質−強電
解質から製造されるPICに比べて成型、成膜は容易で
あるが、強度の面からはまだ問題があった。
Although the PIC obtained by the conventional method is easier to mold and form a film than the PIC produced from strong electrolyte-strong electrolyte, there are still problems in terms of strength.

しかし、本発明で製造されたPICは末端不飽和基を有
するため、成型、成膜中、あるいは成型、成膜後の架橋
反応によってかかる問題を解決することができるもので
ある。
However, since the PIC produced according to the present invention has a terminal unsaturated group, this problem can be solved by a crosslinking reaction during or after molding and film formation.

本発明のPICの製造は簡単であって、ポリアニオンポ
リマーとポリカチオンポリマーの溶液を混合するだけで
よい。
The production of the PIC of the present invention is simple and requires only mixing solutions of polyanionic and polycationic polymers.

すなわち、水または水と混和性のある有機溶媒たとえば
、メタノール、エタノール、アセトン、テトラヒドロフ
ラン、N、N−ジメチルホルムアミド、N、N−ジメチ
ルアセトアミドにポリアニオンポリマーおよびポリカチ
オンポリマーを別々に溶解し均一の溶液を得たのち、両
液を混合すればよい。
That is, a polyanionic polymer and a polycationic polymer are separately dissolved in water or a water-miscible organic solvent such as methanol, ethanol, acetone, tetrahydrofuran, N,N-dimethylformamide, and N,N-dimethylacetamide to form a homogeneous solution. After obtaining, the two solutions can be mixed.

一方の溶液中に他方の固状物質を加えることによっても
本発明の目的を達成することができる。
The object of the present invention can also be achieved by adding solid substances into the solution of one.

しかし、得られるPICの組成が不均一になったり、再
現性がなく、また精製に時間を費すため、あまり好まし
くない。
However, this method is not very preferable because the composition of the resulting PIC becomes non-uniform, lacks reproducibility, and requires time for purification.

使用するポリアニオンポリマーがポリカルボン酸である
時は必要に応じてアルカリ水溶液を加ええる。
When the polyanionic polymer used is a polycarboxylic acid, an alkaline aqueous solution can be added as necessary.

この場合に使用されるアルカリ水溶液としてはナトリウ
ム、カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物、またはカ
ルシウムなどのアルカリ土類金属の水酸化物などを水に
溶解せしめたものである。
The alkaline aqueous solution used in this case is one in which a hydroxide of an alkali metal such as sodium or potassium, or a hydroxide of an alkaline earth metal such as calcium is dissolved in water.

ポリカチオンポリマー、ポリアニオンポリマーの溶液濃
度は0.01ないし60重量%の中で適当に調整して使
用することができるが、好ましくは0.1ないし30重
量%の範囲である。
The solution concentration of the polycationic polymer and polyanionic polymer can be suitably adjusted within the range of 0.01 to 60% by weight, but is preferably in the range of 0.1 to 30% by weight.

ポリカチオンとポリアニオンの当量比は0.05ないし
2oの範囲が好適である。
The equivalent ratio of polycation to polyanion is preferably in the range of 0.05 to 2o.

反応温度は0℃ないし80℃で行うのが好ましい。The reaction temperature is preferably 0°C to 80°C.

以下に実施例により本発明をさらに具体的に説明するが
、これら実施例のみに限定されるものではない。
The present invention will be explained in more detail below with reference to Examples, but it is not limited to these Examples.

実施例 1 21のビーカーに下記式 %式%) で示される不飽和基を含むポリカチオンポリマー(分子
量 1X105、四級化度 53係)の3gを取り、こ
れに800m1の蒸留水を加え、攪拌溶解して均一な溶
液を調製した。
Example 1 3 g of a polycationic polymer containing an unsaturated group represented by the following formula (% formula %) (molecular weight 1X105, degree of quaternization 53) was placed in a beaker of 21, 800 ml of distilled water was added thereto, and the mixture was stirred. A homogeneous solution was prepared by dissolving.

別の500m1のビーカーにポリスチレンスルホン酸ナ
トリウム(分子量 2.2X106)の1.5gを取り
これに400m1の蒸留水を加え、攪拌溶解して均一な
溶液を調製した。
In another 500 ml beaker, 1.5 g of sodium polystyrene sulfonate (molecular weight 2.2×10 6 ) was added, and 400 ml of distilled water was added thereto, and the mixture was stirred and dissolved to prepare a uniform solution.

次に室温下で、調製したポリアニオンポリマーの溶液を
、攪拌下で徐々に滴下すると白色の沈澱が生成した。
Next, at room temperature, the prepared polyanionic polymer solution was gradually added dropwise under stirring to form a white precipitate.

滴下終了後、約1時間攪拌を続け、次いで生成した白色
の沈澱を炉別し、十分に蒸留水で洗浄後、さらにメタノ
ールで洗浄し、真空下で乾燥した。
After the dropwise addition was completed, stirring was continued for about 1 hour, and then the white precipitate formed was separated in a furnace, thoroughly washed with distilled water, further washed with methanol, and dried under vacuum.

生成物の赤外線吸収スペクトルは1720Cm−1にエ
ステル基に基づく吸収が、一方1180cm−1,10
35cm−1にSO2基に基づく吸収がそれぞれ見られ
た。
The infrared absorption spectrum of the product shows an absorption based on ester group at 1720 cm-1, and an absorption based on ester group at 1180 cm-1,10
Absorption based on SO2 groups was observed at 35 cm-1.

このことより得られた生成物は目的のPICであること
を確認した。
This confirmed that the obtained product was the desired PIC.

また、窒素の元素分析の結果、その含有率は514%で
あったことよりほぼ中性のPICであることが確認でき
た。
Further, as a result of elemental analysis of nitrogen, the nitrogen content was 514%, which confirmed that the PIC was almost neutral.

実施例 2〜5 ポリカチオンポリマー(ポリ−4−ビニルピリジンの分
子量 1X105)およびポリアニオンポリマーのo、
s%水溶液を別々に実施例1と同様に調製、反応、処理
を行うことによってPICを得た。
Examples 2-5 polycationic polymer (poly-4-vinylpyridine molecular weight 1X105) and polyanionic polymer o,
PIC was obtained by separately preparing, reacting, and treating the s% aqueous solution in the same manner as in Example 1.

結果は表に示した。実施例 6 21のビーカーに、下記で示される −(CH2−CH)− ポリカチオンポリマー(分子量2.7X104、四級化
度 83%)の39を取り、700m1の蒸留水で攪拌
溶解して均一溶液を調製した。
The results are shown in the table. Example 6 Take 39 pieces of -(CH2-CH)- polycationic polymer shown below (molecular weight 2.7 x 104, degree of quaternization 83%) in a 21 beaker, and stir and dissolve in 700 ml of distilled water to homogenize. A solution was prepared.

一方、別のビーカーにポリビニルスルホン酸ナトリウム
(分子量 8×1O3)を1.8g取り、500m1の
蒸留水で攪拌溶解して均一溶液を調製した。
On the other hand, 1.8 g of sodium polyvinylsulfonate (molecular weight: 8 x 1O3) was placed in another beaker and dissolved with stirring in 500 ml of distilled water to prepare a homogeneous solution.

攪拌しているポリカチオンポリマーの溶液の中にポリビ
ニルスルホン酸ナトリウムの溶液を徐々に滴下した。
A solution of sodium polyvinylsulfonate was gradually added dropwise into the stirring polycationic polymer solution.

滴下と同時に白色の沈澱が生成した。滴下終了後、さら
に1時間攪拌を続け、その後生成物を炉別し、十分に水
で洗浄後、さらにメタノールで洗浄し、真空下で乾燥し
た。
A white precipitate was formed simultaneously with the dropping. After the addition was completed, stirring was continued for another 1 hour, and then the product was separated in a furnace, thoroughly washed with water, further washed with methanol, and dried under vacuum.

生成物の赤外線吸収スペクトルは885cm−1,83
2Cm−1に置換ベンゼン環の吸収が、一方、1180
cm−1゜1031032CにSO2基の吸収がそれぞ
れ見られた。
The infrared absorption spectrum of the product is 885 cm-1,83
On the other hand, the absorption of benzene ring substituted at 2Cm-1 is 1180
Absorption of SO2 group was observed at cm-1°1031032C.

この結果得られた生成物はPICの構造をとっているこ
とを確認した。
It was confirmed that the resulting product had the structure of PIC.

また、このPICは中性であった。Moreover, this PIC was neutral.

収量は3.2gであった。実施例 7 実施例2で使用したポリカチオンポリマー122gを1
200m1の蒸留水に溶解した。
Yield was 3.2g. Example 7 122 g of the polycationic polymer used in Example 2 was
Dissolved in 200ml of distilled water.

一方、ポリアクリル酸(分子量 4.l1X105)2
5を11の蒸留水に溶解した。
On the other hand, polyacrylic acid (molecular weight 4.l1X105) 2
5 was dissolved in 11 distilled water.

攪拌しながらポリアクリル酸の溶液をポリカチオンの溶
液に滴下した。
The polyacrylic acid solution was added dropwise to the polycation solution while stirring.

これを炉別し、実施例1と同様の処理を行った。This was separated into furnaces and treated in the same manner as in Example 1.

得られた生成物はカルボン酸の18係が結合に関与して
いるPICであった。
The obtained product was PIC in which the 18th group of carboxylic acid was involved in the binding.

収量は13gであった。実施例 8 実施例7でポリアクリル酸の溶液に0.15gの水酸化
ナトリウムを添加した以外は実施例7と同様の方法で反
応、処理を行うことによって得られた生成物は、全量に
対してカルボン酸の約55%が結合に関与しているPI
Cであった。
Yield was 13g. Example 8 The reaction and treatment were carried out in the same manner as in Example 7 except that 0.15 g of sodium hydroxide was added to the polyacrylic acid solution. About 55% of the carboxylic acids are involved in binding.
It was C.

収量は11.0gであった。The yield was 11.0g.

なお、ポリアクリル酸の溶液に加えるアルカリの量を変
化させることによって、ポリカチオンとポリアニオンの
比の異なったPICを得ることができる。
Note that by changing the amount of alkali added to the polyacrylic acid solution, PICs with different ratios of polycation and polyanion can be obtained.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ポリカチオンポリマーとして、一般式%式% 〔ただし、R1は以下に示す不飽和基 CH2−C−(CH2)−p−(Y)−q−(Q)−r
−(ただし、Rは水素原子または炭素数1〜4のアルキ
ル基、−CH2−0−から選ばれる基、qはOまたは1
、る基、rはOまたは1〜3の整数)、R2は水素原子
または炭素数1〜4のアルキル基、R3とR4は異なっ
てもよく、炭素数1〜4のアルキル基、Xはハロゲン原
子または水酸基、nは10以上の任意の数、XはOを含
む任意の数、Mはビニル単量体。 〕と任意のポリアニオンポリマーとを反応させることを
特徴とするポリイオンコンプレックスの製法。
[Claims] 1 As a polycationic polymer, the general formula % formula % [However, R1 is an unsaturated group CH2-C-(CH2)-p-(Y)-q-(Q)-r
-(However, R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a group selected from -CH2-0-, q is O or 1
, r is O or an integer of 1 to 3), R2 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R3 and R4 may be different, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, X is a halogen an atom or a hydroxyl group, n is an arbitrary number of 10 or more, X is an arbitrary number including O, and M is a vinyl monomer. ] and any polyanionic polymer.
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