JPS6050804B2 - 吸水性高分子材料の製造法 - Google Patents
吸水性高分子材料の製造法Info
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- JPS6050804B2 JPS6050804B2 JP8535377A JP8535377A JPS6050804B2 JP S6050804 B2 JPS6050804 B2 JP S6050804B2 JP 8535377 A JP8535377 A JP 8535377A JP 8535377 A JP8535377 A JP 8535377A JP S6050804 B2 JPS6050804 B2 JP S6050804B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は無水状態でポリビニルアルコール系重合体に環
状酸無水物を反応せしめるに際し、炭酸塩または重炭酸
塩を、環状酸無水物に対して0.2〜0.8モル当量存
在せしめて行なうことにより、ポリビニルアルコール系
重合体中の水酸基をエステル化すると同時に部分的に架
橋結合を導入する、水不溶性で吸水性の著しく優れた高
分子材料の製造法に係る。
状酸無水物を反応せしめるに際し、炭酸塩または重炭酸
塩を、環状酸無水物に対して0.2〜0.8モル当量存
在せしめて行なうことにより、ポリビニルアルコール系
重合体中の水酸基をエステル化すると同時に部分的に架
橋結合を導入する、水不溶性で吸水性の著しく優れた高
分子材料の製造法に係る。
近年、親水性高分子材料の医療産業、食品工業あるいは
農芸分野への利用が進むにつれて特に水不溶性てかつ親
水性または吸水性を有する高分子材料が各種のタップラ
ンや液体クロマト担体などの分離精製材料、微生物や植
物の培地、コンタクトレンズや縫合部被覆などの医療用
材料、あるいは吸水性や保水性を利用する種々の用途に
用いられるようになつた。
農芸分野への利用が進むにつれて特に水不溶性てかつ親
水性または吸水性を有する高分子材料が各種のタップラ
ンや液体クロマト担体などの分離精製材料、微生物や植
物の培地、コンタクトレンズや縫合部被覆などの医療用
材料、あるいは吸水性や保水性を利用する種々の用途に
用いられるようになつた。
これらの用途のうち、特に吸水性を利用する用途分野に
用いられる高分子材料としては水と接触して短時間の間
にできるだけ多くの水を吸収する能力を有することが望
まれる。このような用途を目的とする高分子材料として
はこれまでにポリエチレンオキシドの変性物、ポリビニ
ルピロリドンやスルホン化ポリスチレンを架橋せしめた
ものあるいはデンプン−アクリロニトリルグラフト共重
合体のケン化物など天然および合成高分子物質を用いた
いくつかの材料が提案されている。しかしながら、デン
プン−アクリロニトリル共重合体のケン化物を除けば、
その吸水能は小さく、吸水性材料としては満足しうるも
のではない。
用いられる高分子材料としては水と接触して短時間の間
にできるだけ多くの水を吸収する能力を有することが望
まれる。このような用途を目的とする高分子材料として
はこれまでにポリエチレンオキシドの変性物、ポリビニ
ルピロリドンやスルホン化ポリスチレンを架橋せしめた
ものあるいはデンプン−アクリロニトリルグラフト共重
合体のケン化物など天然および合成高分子物質を用いた
いくつかの材料が提案されている。しかしながら、デン
プン−アクリロニトリル共重合体のケン化物を除けば、
その吸水能は小さく、吸水性材料としては満足しうるも
のではない。
また、自重の30fI!i以上の吸水能を持つデンプン
−アクリロニトリルグラフト共重合体のケン化物の場合
においても、その製造方法に種々の改良が加えられては
いるものの、工程が煩雑であつたり、長期間にわたつて
含水状態で使用する場合には、デンプン成分が腐敗し、
ゲル構造が破壊されるおそれがあるなど、実用的にはい
くつかの問題がある。本発明者はこのような難点のない
吸水性高分子材料を開発するべく種々研究の結果、無水
状態でポリビニルアルコール系重合体に環状酸無水物を
・反応せしめるに際し、炭酸塩または重炭酸塩を、環状
酸無水物に対して0.2〜0.8モル当量存在せしめて
行なうことにより、極めて吸水性能の優れた高分子材料
が得られることを見出し、本発明を完成するに到つた。
本発明において原料として用いられるポリビニルアルコ
ール系重合体は酢酸ビニル、その他の各種ビニルエステ
ル類の重合体及びこれらの共重合体をケン化して得られ
るケン化度50〜100モル%のもののみならず、酢酸
ビニルその他の各種ビニルエステル類に対して30モル
%以下の各種不飽和単量体例えばα−オレフィン類、塩
化ビニル、アクリロニトリル、アクリルアミド、アクリ
ル酸エステル類、メタクリル酸エステル類を共重合せし
めた共重合体のケン化度50〜100モル%のものを包
含する。
−アクリロニトリルグラフト共重合体のケン化物の場合
においても、その製造方法に種々の改良が加えられては
いるものの、工程が煩雑であつたり、長期間にわたつて
含水状態で使用する場合には、デンプン成分が腐敗し、
ゲル構造が破壊されるおそれがあるなど、実用的にはい
くつかの問題がある。本発明者はこのような難点のない
吸水性高分子材料を開発するべく種々研究の結果、無水
状態でポリビニルアルコール系重合体に環状酸無水物を
・反応せしめるに際し、炭酸塩または重炭酸塩を、環状
酸無水物に対して0.2〜0.8モル当量存在せしめて
行なうことにより、極めて吸水性能の優れた高分子材料
が得られることを見出し、本発明を完成するに到つた。
本発明において原料として用いられるポリビニルアルコ
ール系重合体は酢酸ビニル、その他の各種ビニルエステ
ル類の重合体及びこれらの共重合体をケン化して得られ
るケン化度50〜100モル%のもののみならず、酢酸
ビニルその他の各種ビニルエステル類に対して30モル
%以下の各種不飽和単量体例えばα−オレフィン類、塩
化ビニル、アクリロニトリル、アクリルアミド、アクリ
ル酸エステル類、メタクリル酸エステル類を共重合せし
めた共重合体のケン化度50〜100モル%のものを包
含する。
反応に供されるポリビニルアルコール系重合体の形態は
粉末状のものが好適である。
粉末状のものが好適である。
重合度は100〜5000の範囲のものが好適である。
反応に用いられる環状酸無水物としては無水マレイン酸
、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水コハク酸、
無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水イタコン酸等を
あげることが出来る。場合によつてはこれらを混合して
用いることも可能である。また反応に用いられる炭酸塩
または重炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム、炭酸リチウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム
、重炭酸リチウム等を挙げることができる。
、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水コハク酸、
無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水イタコン酸等を
あげることが出来る。場合によつてはこれらを混合して
用いることも可能である。また反応に用いられる炭酸塩
または重炭酸塩としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウ
ム、炭酸リチウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム
、重炭酸リチウム等を挙げることができる。
この他、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウムも、上
記炭酸塩または重炭酸塩に準じるものとして使い得る。
これら炭酸塩または重炭酸塩の形態はできるだけ微粉末
状のものが好ましい。上述の各種化合物の中、特に重炭
酸ナトリウムが本発明の目的には好適である。
記炭酸塩または重炭酸塩に準じるものとして使い得る。
これら炭酸塩または重炭酸塩の形態はできるだけ微粉末
状のものが好ましい。上述の各種化合物の中、特に重炭
酸ナトリウムが本発明の目的には好適である。
これら炭酸塩または重炭酸塩の使用量は、所望のエステ
ル化度にするのに要する環状酸無水物に対して、0.2
〜0.8モル当量使用するのが必要であ.る。
ル化度にするのに要する環状酸無水物に対して、0.2
〜0.8モル当量使用するのが必要であ.る。
反応は可及的に水分の存在しない状態て実施するが、反
応の溶媒としても環状酸無水物と反応性を有する活性水
素を持つ様な化合物は不適当てあり、活性水素を有せざ
る化合物、例えばベンゼ■ン、トルエン、ヘキサン、ア
セトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジ
オキサン等が用いられる。
応の溶媒としても環状酸無水物と反応性を有する活性水
素を持つ様な化合物は不適当てあり、活性水素を有せざ
る化合物、例えばベンゼ■ン、トルエン、ヘキサン、ア
セトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジ
オキサン等が用いられる。
特にトルエン、ジオキサン等は好適である。反応に無水
マレイン酸を用いる場合はこの化合物は融点が低いので
、溶媒としての作用を4兼ね持たせることも出来る。反
応は上記溶媒に環状酸無水物を溶解し、環状酸無水物に
対して0.2〜0.8モル当量の炭酸塩または重炭酸塩
及びポリビニルアルコール系重合体を添加し攪拌分散せ
しめて懸濁系にして加熱する。
マレイン酸を用いる場合はこの化合物は融点が低いので
、溶媒としての作用を4兼ね持たせることも出来る。反
応は上記溶媒に環状酸無水物を溶解し、環状酸無水物に
対して0.2〜0.8モル当量の炭酸塩または重炭酸塩
及びポリビニルアルコール系重合体を添加し攪拌分散せ
しめて懸濁系にして加熱する。
反応は不均一系で進行するのでポリビニルアルコール系
重合体粉末と炭酸塩または重炭酸塩粉末とが充分接触出
来る様に充分攪拌しながら行う。反応温度は30〜15
0℃、好ましくは50〜100゜Cである。反応時間は
3紛〜m時間、好ましくは1〜5時間である。環状酸無
水物の使用量は所望のエステル化度に必要な量以上用い
る。炭酸塩または重炭酸塩は、環状酸無水物に対し)て
0.2〜0.8モル当量使用する。
重合体粉末と炭酸塩または重炭酸塩粉末とが充分接触出
来る様に充分攪拌しながら行う。反応温度は30〜15
0℃、好ましくは50〜100゜Cである。反応時間は
3紛〜m時間、好ましくは1〜5時間である。環状酸無
水物の使用量は所望のエステル化度に必要な量以上用い
る。炭酸塩または重炭酸塩は、環状酸無水物に対し)て
0.2〜0.8モル当量使用する。
エステル化度は1〜100モル%のものが可能であるが
、本発明の目的には5〜50モル%のものが好適である
。
、本発明の目的には5〜50モル%のものが好適である
。
エステル化と同時に分子間架橋結合が生成して重合体粒
子は網状化構造をとる。架橋・密度が吸水性に著しい影
響を与えるが、これは反応温度、反応時間、環状酸無水
物の種類、炭酸塩または重炭酸塩の量等を操作すること
によりコントロールできる。溶媒の使用量はポリビニル
アルコール系重合体粉末の2〜5倍量が好適である。
子は網状化構造をとる。架橋・密度が吸水性に著しい影
響を与えるが、これは反応温度、反応時間、環状酸無水
物の種類、炭酸塩または重炭酸塩の量等を操作すること
によりコントロールできる。溶媒の使用量はポリビニル
アルコール系重合体粉末の2〜5倍量が好適である。
反応混合物はP過、遠心分離等の方法により、固形分を
分離する。
分離する。
沖液は回収して再使用に供される。固形部はメタノール
、アセトン等で洗滌して、乾燥して粉末状の変性ポリビ
ニルアルコール系重合体を得る。この様にして得られた
架橋結合を有するカルボキシル変性ポリビニルアルコー
ル系重合体粉末は著しく大きい吸水性を有しており、製
造法により異なるが一般に50〜100皓の水を吸収す
る。
、アセトン等で洗滌して、乾燥して粉末状の変性ポリビ
ニルアルコール系重合体を得る。この様にして得られた
架橋結合を有するカルボキシル変性ポリビニルアルコー
ル系重合体粉末は著しく大きい吸水性を有しており、製
造法により異なるが一般に50〜100皓の水を吸収す
る。
従つて、前記諸用途に対して著しく優れた特性を発揮す
るので極めて広い用途を有している。以下実施例により
本発明を説明する。実施例1 500ccセパラブルフラスコに乾燥したポリビニルア
ルコール(以下PVAと略記、重合度3300、ケン化
度88モル%)粉末50yを入れ、無水マレイン酸を所
定量及び無水マレイン酸に対して1ノ2当量または11
4当量の重炭酸ナトリウムを添加し、溶媒としてジオキ
サン200ccを加えて攪拌しながら80℃で3時間反
応せしめた。
るので極めて広い用途を有している。以下実施例により
本発明を説明する。実施例1 500ccセパラブルフラスコに乾燥したポリビニルア
ルコール(以下PVAと略記、重合度3300、ケン化
度88モル%)粉末50yを入れ、無水マレイン酸を所
定量及び無水マレイン酸に対して1ノ2当量または11
4当量の重炭酸ナトリウムを添加し、溶媒としてジオキ
サン200ccを加えて攪拌しながら80℃で3時間反
応せしめた。
反応懸濁液を淵過し、粉末はアセトンで十分洗滌して乾
燥した。秤量して重量増加を求めた。この変性PVA粉
末をビーカーに1y取り、水を加えて吸水率を求めた。
遊離の水が存在しない最大の水の添加量を吸水率とした
。結果を第1表に示す。上の結果から著しく優れた吸水
能を有する変性ポリビニルアルコールからなる吸水性高
分子材料が得られていることがわかる。
燥した。秤量して重量増加を求めた。この変性PVA粉
末をビーカーに1y取り、水を加えて吸水率を求めた。
遊離の水が存在しない最大の水の添加量を吸水率とした
。結果を第1表に示す。上の結果から著しく優れた吸水
能を有する変性ポリビニルアルコールからなる吸水性高
分子材料が得られていることがわかる。
実施例2
重合度24001ケン化度88モル%のPVA粉末50
q1環状酸無水物として無水フタル酸30q1炭酸カリ
ウム9.82y(無水フタル酸に対して0.7モル当量
)を500cc三つロセパラブルフラスコに入れ、溶媒
としてキシレン100cc及びジオキサン100ccを
加えて、120′Cで3時間攪拌反応せしめた。
q1環状酸無水物として無水フタル酸30q1炭酸カリ
ウム9.82y(無水フタル酸に対して0.7モル当量
)を500cc三つロセパラブルフラスコに入れ、溶媒
としてキシレン100cc及びジオキサン100ccを
加えて、120′Cで3時間攪拌反応せしめた。
反応は懸濁系で進行した。反応混合物を沖過し、乾燥後
秤量した。収量は88yであつた。この変性PVA粉末
1yを水1fに加え、充分吸水させた。
秤量した。収量は88yであつた。この変性PVA粉末
1yを水1fに加え、充分吸水させた。
(5分でほぼ吸水平衡に到達した。)沖紙を軽く接触さ
せて余剰の付着水を除去した後、吸水ゲルの重量を測定
したところ、200gであつた。変性PVAlyが20
@の水を極めてすみやかに吸収するという優れた吸水性
能を示した。ォ恥この結果より炭酸カリウムの添加効果
は明らかである。比較例1 炭酸カリウムを全く用いない他は、実施例2と同様にし
て得られた変性PVAの吸水率はわずかに2皓であつた
。
せて余剰の付着水を除去した後、吸水ゲルの重量を測定
したところ、200gであつた。変性PVAlyが20
@の水を極めてすみやかに吸収するという優れた吸水性
能を示した。ォ恥この結果より炭酸カリウムの添加効果
は明らかである。比較例1 炭酸カリウムを全く用いない他は、実施例2と同様にし
て得られた変性PVAの吸水率はわずかに2皓であつた
。
比較例2
500ccセパラブルフラスコに乾燥したPVA粉末(
重合度3300、ケン化度88モル%)50qを入れ、
無水マレイン酸20V及び50qを添加し、溶媒として
ジオキサン200ccを加えて80℃で3時間反応せし
めた。
重合度3300、ケン化度88モル%)50qを入れ、
無水マレイン酸20V及び50qを添加し、溶媒として
ジオキサン200ccを加えて80℃で3時間反応せし
めた。
反応混合物をP過し、固形部はアセトンで繰り返し洗滌
したのち、乾燥した。秤量して重量増加より変性度を求
めた。
したのち、乾燥した。秤量して重量増加より変性度を求
めた。
この変性PVAを100ccビーカーに1yとり、水を
加えて吸水率を求めた。吸水率の測定は肉眼判定により
自由水が生じない最高の吸水量を求め、これを吸水率と
した。結果を第2表に示す。上の結果より、環状酸無水
物に対して0.2〜0.8モル当量の炭酸塩または重炭
酸塩を用いない場合に得られる変性PVAの吸水性は、
本発明の変性PVAからなる吸水性高分子材料に比して
、極めて劣ることが明らかである。
加えて吸水率を求めた。吸水率の測定は肉眼判定により
自由水が生じない最高の吸水量を求め、これを吸水率と
した。結果を第2表に示す。上の結果より、環状酸無水
物に対して0.2〜0.8モル当量の炭酸塩または重炭
酸塩を用いない場合に得られる変性PVAの吸水性は、
本発明の変性PVAからなる吸水性高分子材料に比して
、極めて劣ることが明らかである。
門比較例3
PVA粉末として重合度2400、ケン化度88モル%
、及び98モル%のものを用いた以外は比較例2と同様
にして変性PVAを作り吸水率を測定した。
、及び98モル%のものを用いた以外は比較例2と同様
にして変性PVAを作り吸水率を測定した。
結果を第3表に示す。上の結果より、環状酸無水物に対
して0.2〜0.8モル当量の炭酸塩または重炭酸塩を
用いない場合に得られる変性PVAの吸水性は、本発明
の変性PVAからなる吸水性高分子材料に比して、極め
て劣ることが明らかである。
して0.2〜0.8モル当量の炭酸塩または重炭酸塩を
用いない場合に得られる変性PVAの吸水性は、本発明
の変性PVAからなる吸水性高分子材料に比して、極め
て劣ることが明らかである。
比較例4
無水マレイン酸に対して112当量または114当量の
重炭酸ナトリウムを用いることに替えて無水マレイン酸
に対して等モル量の重炭酸ナトリウムを用いる以外は実
施例1と同様にして反応を行つた。
重炭酸ナトリウムを用いることに替えて無水マレイン酸
に対して等モル量の重炭酸ナトリウムを用いる以外は実
施例1と同様にして反応を行つた。
得られた変性PVA粉末1yを水1e中の加えたところ
、極めてすみやかに溶解してしまい、本発明における様
な高吸水性高分子材料は得られなかつた。”比較例5 重炭酸ナトリウムに替えて、無水マレイン酸に対して1
12当量の酢酸ナトリウムを用いる以外は実施例1と同
様にして反応を行つた。
、極めてすみやかに溶解してしまい、本発明における様
な高吸水性高分子材料は得られなかつた。”比較例5 重炭酸ナトリウムに替えて、無水マレイン酸に対して1
12当量の酢酸ナトリウムを用いる以外は実施例1と同
様にして反応を行つた。
得られた変性PVAの吸水率はわずかに5倍であつた。
比較例6重炭酸ナトリウムに替えて、無水マレイン酸に
対して極めて少量(4).01モル当量)の酢酸ナトリ
ウムを用いる以外は実施例1と同様にして反応を行つた
。
比較例6重炭酸ナトリウムに替えて、無水マレイン酸に
対して極めて少量(4).01モル当量)の酢酸ナトリ
ウムを用いる以外は実施例1と同様にして反応を行つた
。
Claims (1)
- 1 無水状態でポリビニルアルコール系重合体に環状酸
無水物を反応せしめるに際し、炭酸塩または重炭酸塩を
、環状酸無水物に対して0.2〜0.8モル当量存在せ
しめて行なうことを特徴とする吸水性高分子材料の製造
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8535377A JPS6050804B2 (ja) | 1977-07-15 | 1977-07-15 | 吸水性高分子材料の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8535377A JPS6050804B2 (ja) | 1977-07-15 | 1977-07-15 | 吸水性高分子材料の製造法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5420093A JPS5420093A (en) | 1979-02-15 |
JPS6050804B2 true JPS6050804B2 (ja) | 1985-11-11 |
Family
ID=13856312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8535377A Expired JPS6050804B2 (ja) | 1977-07-15 | 1977-07-15 | 吸水性高分子材料の製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6050804B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56155203A (en) * | 1980-04-30 | 1981-12-01 | Kuraray Co Ltd | Production of carboxyl group-containing polymer material |
JPS5925871A (ja) * | 1982-08-04 | 1984-02-09 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd | 粉塵防止剤 |
US5264495A (en) * | 1990-04-27 | 1993-11-23 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. | Method for production of salt-resistant absorbent resin |
US5145910A (en) * | 1990-07-27 | 1992-09-08 | Shell Oil Company | Ketocarboxylated polymers |
GB2303208B (en) | 1995-07-08 | 1998-01-21 | Akio Usui | Viscous liquid exothermic composition,exothermic device made thereof and manufacturing method of exothermic device |
DE10140597A1 (de) * | 2001-08-18 | 2003-03-06 | Kuraray Specialities Europe | Teilvernetzter Polyvinylalkohol |
-
1977
- 1977-07-15 JP JP8535377A patent/JPS6050804B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5420093A (en) | 1979-02-15 |
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