JPS61115495A - アクリルアミド系重合体の製造方法 - Google Patents

アクリルアミド系重合体の製造方法

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JPS61115495A
JPS61115495A JP23510684A JP23510684A JPS61115495A JP S61115495 A JPS61115495 A JP S61115495A JP 23510684 A JP23510684 A JP 23510684A JP 23510684 A JP23510684 A JP 23510684A JP S61115495 A JPS61115495 A JP S61115495A
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JP
Japan
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acrylamide
aqueous solution
active carbon
polymer
acrylonitrile
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Application number
JP23510684A
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English (en)
Inventor
Yasuo Ogawa
泰生 小川
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Nitto Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Nitto Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アクリルアミド重合体の製造方法に関するも
のである。さらに詳しくは、ニトリル水和能を有する微
生物の作用によりアクリロニトリルを水和して得られる
アクリルアミドを使用して。
凝集性能ヤ溶解性の曖れた鵬性能のアクリルアミド系重
合体を製造する方法に関するものである。
アクリルアミド系重合体は、その潰几た性能によって、
a集剤、増粘剤、製紙工業における紙力増強剤、P水性
向上剤、その他数多くの用途を有する有用な重合体であ
る。
従来の技術 従来、工業的に得られるアクリルアミドは、そのほとん
ど全てが銅含有触媒を用いてアクリロニトリルを水和す
る所謂接触水和法により製造さ几たものである。従って
、従来のアクリルアミド系重合体は、これら接触水和法
により得らf′L7’(アクリルアミドを原料とするも
のにほぼ限ら几てい友。
しかしながら、上記接触水和法においては、得らf’L
7’jアクリルアミド水溶液中に反応副生物や触媒に由
来する微量の不純物が混入し、これを精製工程によって
完全に取り除くことが難しく、アクリルアミド系重合体
の用途によってはその原料として必ずしも満足し得るも
のではなかった。
一方、最近1本出願人らにより二) IJル水和能を有
する微生物を利用し之アクリロニトリルη・らのアクリ
ルアミドの製造法が提案さ几ている(特公昭56−17
918号、同56−38118号および同57−123
4号公報ト照〕。この方法によt′1.は、酵素反応に
特徴的である高選択性によりアクリルアミド以外の副生
物がほとんど生成しないことおよび触媒である微生物菌
体からの不純物の溶出が極めて少ないため、得ら几たア
クリルアミド水溶液は通常そのまま各種重合体製造用の
原料として使用することが可能である。
本発明は、このような微生物反応により得らnるアクリ
ルアミド水溶液の利点を最大限活用し。
さらに高分子量で溶解性の艮い高性能のアクリルアミド
系重合体を得ようとするものである。一般に、高分子量
になる程溶解性は低下する傾向にあるが、凝集剤や製紙
工業における抄紙用粘剤等の用途においては、高分子量
で且つ溶解性の後れていることが特に要求される。
本発明は、上記のごとく高性能のアクリルアミド系重合
体を得るべく種々検討した結果、微生物反応により得ら
れたアクリルアミド水溶液を活性炭処理し、こnf重合
に供することが極めて効果的であることを見出しなさ几
たものである。
すなわち9本発明は、ニトリル水和能を有する微生物の
作用により水性媒体中でアクリロニトリルを水和して得
ら几るアクリルアミド水溶液を活性炭で処理し、このア
クリルアミド単量体またはこれを主体とする単量体混合
物を重合すること全特徴とするアクリルアミド系重合体
の製造方法を要旨とするものである。
微生物: 本発明で使用する微生物はアクリロニトリルを水和して
アクリルアミドを生成する能力のめる微生物であり、具
体的には例えば、前記特公昭56−17918号公報等
に記載されているコリネバクテリウム(Coryneb
ac ter ium)属のN−771菌株(微工研菌
寄第4445号)お上びN−774菌株(機工@菌寄第
4446号)ならびにノカルジア(Nocardia)
属のN−775菌株(徴工研菌 よ寄第4447号)、
その他特開昭51−86186号公報記載のバチルス(
Bacillus)属、パクテリジューム(Bacte
ridium)属、マイクa−yカス(Microco
ccus)属およびプレビパクテリクム(Brevib
acterium)属の各菌株および特公昭59−37
951号公報記載のンユードモナ、2(P3eu−do
monus)属の菌株等が挙げられる。
水和反応: 本発明の水和反応を実施するに当っては、前記した微生
物の一種を選び1例えば、前記特公昭56−17918
号、同56−38118号公報等に記載さ几た方法に準
じて培提し、その培養液、培養液から分離しfcM体、
または菌体処理物(粗酵素。
固定化菌体等)1−水、生理食塩水または緩衝液に忌潤
し、これにアクリロニ) IJルを共存させればよい。
上記反応条件としては1通常、懸濁液中の微生物菌体濃
度:1−10重量%およびアクリロニトリル濃度:0.
5〜lO重量%、pHニア〜9゜温度:氷点〜15℃1
時間=0間開〜10時間である。また9反応は回分、半
回分連続のいず几でもよいが、基質であるアクリロニト
リルは本酵素反応に対する阻害作用が太さいので、系内
の基質濃度は2東臓チ以下になるように調聚しつつ反応
を行うのが好ましい。かくして、はぼlOOチの転化率
でアクリルアミドを生成させることができる。
活性炭処理二 本発明で使用する活性炭は特殊なものは必要ですく1通
常の市販のものでよく、その形状は粒状。
粉末状を間はない。これらの活性炭は木材、果実殻0石
炭1石油残査等t−原料とするものであり。
賦活法としてガス賦活、薬品賦活が行われているもので
ある。
これらの活性炭によるアクリルアミド水溶液の処理は、
該水溶液中に活性炭を惣洞、攪拌すること、あるいは該
水溶液を活性炭を充填しt層に供給、流出させることに
よって行わする。これらの操作は回分、連続いずれでも
よい。
活性炭の使用量はアクリルアミドに対し0.05〜3重
遺チ、好tL<は0.1〜1重量%であり。
0.05重量%未満では充分効果が得らf′L、ないa
3重散%を超えると経済的に問題となるだけでそn以上
の効果は得らnない。
処理温度は2通常水和反応終了後の反応液の温度(氷点
〜15℃)から常温程度であり特に限定さ几ない。
また、アクリルアミド水溶液と活性炭との接触時間は通
常約1時間以内で充分である。
得られた精製アクリルアミド水溶液は、必要により濾過
、#縮を行い重合に供せられる。
重合: 本発明のアクリルアミド系重合体は、このようにして得
られたアクリルアミド水溶液をそのまま。
あるいは、これにアクリルアミドと共重合可能な他のビ
ニル単量体1例えばアクリル酸ま友はその塩。メタクリ
ルアミド、2−アクリルアミド−2−メテルグσパフー
スルホン酸まtはその塩、ジメチルアミノエチルメタク
リレートまたはその四級塩等を通常SOZ世%世上以下
混合合することによって得られる。また、最終的に得ら
几る重合体の水溶性を損なわない範囲の量でアクリル酸
低級アルキルエステル。メタクリル酸メチル、アクリロ
ニトリル、スチレン等を共重合してもよい。
単量体の濃度は通常5〜40重量、好ましくは10〜3
0重量%となるように調整する。
重合温度は0−100℃の範囲で適宜選択されるが2通
常の重合槽を使用する重合の場合1重合熱による系内の
温度上昇および高分子はの重合体を得ることを考慮して
2重合開始温度は10〜30℃程度とすることが好まし
い。
重合開始剤としては1通常使用されるラジカル開始剤。
例えば、過硫酸塩、過塩素酸塩、過酸化水素、過酢酸塩
、クメンハイドロパーオキシド。
ターシャリープチルハイドロパーオキンド等の酸化性物
質、またはこれらの酸化性物質とアミン化合物、還元性
スルホキシ化合物、アスコルビン酸。
ンユク酸、ロンガリット等との組合せによるレドックス
系開始剤。あるいはさらにアゾビスイソブチロニトリル
、アゾビスアミジノプロパン塩酸塩。
アゾビスシアノバレリン酸、2.2′−アゾビス(メト
キシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のア  i
ゾ化合物、teはこれと前記酸化性物質やレドックス系
開始剤を組合せた系が挙げられる。
IL上記以外に光f放射線照射によっても重合を開始す
ることができる。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。  
実施例 アクリルアミド水溶液の製造: 製造例1 コリネパクテリクム属N−774菌株(微工研菌寄i4
446号>t?培養して得た微生物菌体をアクリルアミ
ド/メチレンビスアクリルアミド=9515(重−hl
比)40重量−の水溶液中に8重量%の濃度となるよう
に懸濁させ、これにアンモニクムパーオキシドおよびト
リエタノールアミンを加えて5〜30℃で約1時間重合
して、ゲル化し固定化1体とした。
この固定化菌体′t−0,5wm径に成形した後、これ
をゲル濃度が0.5重量−となるようにアクリロニトリ
ル2. Oi憬チの水溶液中に攪拌懸濁させて。
苛性ソーダによりpHs、 5に調整した。次いで、こ
の懸濁液の温度金O℃に保ちながらアクリロニトリル1
3.0重量%を反応系中の濃度が2M量%を超えないよ
うに連続的に添加し、全体で約1時間以内を行い9反応
後固定化菌体を分離しアクリルアミド濃度20重量−の
水溶液を得た。
製造例2 製造例1で得たアクリルアミド水溶液5λを減圧下に4
0℃に加熱し濃縮し約3時間でアクリルアミド濃度41
.0重量−の水溶液金得た。
製造例3 製造例1で得九アクリルアミド水溶液にアクリルアミド
に対して0.5重量%の粉末活性炭〔白鷺A武田薬品工
業■製〕を用いて攪拌F、空気全吹き込みながら室温で
1時間処理した。処理液は製造例2と同様に濃縮してア
クリルアミド濃度40.5重量%の水溶液を得た。
製造例4 製造例1で得たアクリルアミド水溶液をアクリルアミド
に対して0.3重量%となるように粒状活性炭(KLH
25G武田薬品工業■製〕を光肌した固定層を用いて室
温で連続的に処理した。処理液は製造例2と同様に濃縮
してアクリルアミド濃度42.2重量%の水溶液を得た
実施例1.2および比較例1. 2 製造例3,4.および比較例として製造例2のアクリル
アミド水溶液ならびに市販アクリルアミド水溶M(濃度
50重量チ、金属銅系触媒法)1−アクリルアミド濃度
26.0重置1pH7,0に調整し、デユワ−瓶に仕込
んだ。次いで、15℃に保ちながら窒素ガスを吹き込ん
で水溶液中および容器内の空気を充分に窒素置換しtの
ち、開始剤としてアゾビスシアノヴアレリン酸ioop
pm、過硫酸カリウム30 ppmおよびジメチルアミ
ノプロピオニトリル450 ppm1添加し友。約15
分の誘導時間の後に重合は急激に進行し、約70分後に
は最高温度92℃に達しt0そのまま約1時間放置後ゲ
ル状の内容物を収り出し、5m角に解砕し60℃で、1
6時間熱風乾燥しt6乾燥品(重合体)をクイレー粉砕
機で2瓢以下に粉砕し、その1%水溶液の粘度、溶解性
および凝集性能を測定し結果を表−1に示した。
表−1 1%粘度:1%重合体水溶液に2NH,80,t−加え
てpnを2.5に調整し25℃でB型粘度計を用いて測
定した。
溶解性:0.lチ重合体水溶液1000fを調整し。
これを80メツシユの酬を通し篩上に 残ったゲルの重量を測定しto 以下、同様 実施例3.4および比較例3.4 先の実施例および比較例と同様にして得た5問1角の解
砕ゲルのそ几ぞ几に該ゲル中に含ま几るアクリルアミド
の10モルチに相当するa度30重愉チの苛性ソーダ水
溶液t−混合し、60℃で20時間放置後、60℃で1
6時間熱風乾燥した。以下、先の実施例および比較例と
同様の操作を行い辰−2の結果を得た。
表−2 凝集性能:内径35簡、長さ350綱の沈降管にカオリ
ン(上屋カオリンA−38)の 5 % HB濁液tood(p)17)を満たし。
o、 i%重合体水溶液S rrtlを加え10回転倒
し、転倒終了後沈降界面が液全体 の容積のl / 2になるまでに要する時間を測定した
。尚この時間は重合体の 種類によって絶対値が異なるので相対 的に効果の比較全行った(○良好、Δ やや良好、×悪い〕。
以下、同様 実施例5.6および比較例5,6 実施例1.2および比較例1.2と同じアクリルアミド
水溶液を用い、ホク酸O,S重序チ、苛性7−3f #
F4重量%t−含有するアクリルアミド濃度28.0重
量%の水溶液t−副整し、デユワ−瓶に仕込んだ。次い
で、lit:に保ちながら窒素ガスを吹込んで水溶液中
および容器内の空気を窒素直換したのち、開始剤として
過硫酸カリウム30ppmおよびジメチルアミノプロピ
オニトリル650ppmを添加した。約15分の誘導時
間後1M゛合は急激に進行して約100分後に最高温度
94℃に達し友。以下、実施例1.2および比較例1.
 2と同様にして表−3の結果を得た。
表−3 実施例7.8および比較例7,8 実施例1.2および比較例1. 2と同じアクリルアミ
ド水溶液を用い、アクリルアミド19.2重量%および
2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸4
.8重量%、pH7の水溶液を調整し、デユワ−瓶に仕
込んだ。系内の空気を窒素置換仮、開始剤としてアゾビ
スンアノヴアレリン酸1100pp、アゾビスアミジノ
プロパン塩酸塩300ppm、過硫酸カリウム5 pp
mおよびジメチルアミノプロピオニトリル250 pp
m1添加し友、約20分のm4時間の後に重合は急激に
進行して約100分後に最高温度80℃に達し友。以下
、先の例と同様にして表−4の結果を得た。
表−4 実施例9.lOおよび比較例9.10 実施例1.2および比較例1.2と同じアクリルアミド
水溶液を用い、アクリルアミド20.57重t%および
ジメチルアミノエチルメタクリレ−)1.43重量%、
pH3,sの水溶#lを」調整し、デユワ−瓶に仕込ん
だ。系内の空気を充分に窒素直換しt後、開始剤として
アゾピスイソブをロニトリル400 ppm、 7ゾピ
スアミジノプロパン塩離塩600 ppm、過硫酸アン
モニクム2 ppmおよび口  1ンガリツ)6ppm
t−添加し友。約10分の誘導時間の後に重合は急激に
進行し約1205+後に最尚温度85℃に達した。以下
。先の例と同様にして表−5の結果を得た。
表−5 1%粘度(NaC1) : lチ重合体水溶液の結反を
115NNaC1水溶液中、25℃でB型粘度計を用い
測定し友。
※ 7疑集性能:カオリンの5%懸濁液(pH7)の代りに
顔料ウルトラマリンブルー(第一化 成工業製品)$1200の2%懸濁液を用いた他は表−
2と同様に評価を行っ た。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ニトリル水和能を有する微生物の作用により水性媒体中
    でアクリロニトリルを水和して得られるアクリルアミド
    水溶液を活性炭で処理し、このアクリルアミド単量体ま
    たはこれを主体とする単量体混合物を重合することを特
    徴とするアクリルアミド系重合体の製造方法。
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