JPS6213361B2

JPS6213361B2 -

Info

Publication number: JPS6213361B2
Application number: JP53041568A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Myagawa; Takashi Nakada; Mikiaki Tanaka
Original assignee: Wako Pure Chemical Industries Ltd
Current assignee: Fujifilm Wako Pure Chemical Corp
Priority date: 1978-04-08
Filing date: 1978-04-08
Publication date: 1987-03-26
Also published as: GB2018784B; GB2018784A; JPS54133583A; US4260713A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は水溶性重合体の製造方法に関するもの
である。水溶性重合体は、凝集剤、紙力増強剤、繊維処
理剤、接着剤等として有用であり、例えばアクリ
ルアミド系重合体は凝集剤として有用である。従来かかる重合体を製造する為には、過酸化物
単独または還元剤と過酸化物とを組合せた、レド
ツクス系触媒により、重合または共重合せしめ、
各種重合体を製造していた。しかしながらこれら
公知の製造は、重合に際しては誘導期が長く、ま
た重合に長時間を要し、工業的生産には非常な困
難を伴うと共に、生成ポリマーの分子量、重合率
や小さい為、例えば凝集剤として使用した場合に
は、凝集効果の点で多大の欠点があつた。本発明者らは、これらの欠点に鑑み鋭意研究の
結果、以上の欠点を有しない、顕著な効果を奏す
る、重合体の製造方法を確立し、本発明を完成す
るに至つた。即ち、本発明は、一般式（式中R¹は炭素数１〜６のアルキル又はシク
ロアルキル、R²は炭素数１〜６のアルキレンを
表わす。）で示される２，2′―アゾビス（Ｎ，
N′―アルキレンアルキルアミジン）化合物又は
その塩を重合開始剤として使用することを特徴と
する水溶性重合体の製造方法である。本発明による重合体が、従来のものに比べ相違
する点は、２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―アルキレ
ンアルキルアミジン）化合物又はその塩を重合開
始剤として使用するため、従来の重合開始剤例え
ば過酸化物系重合開始剤等を使用のものに比べ、
枝分れの少ない直鎖状分子鎖をもつポリマーを与
えること、重合開始剤への連鎖移動が小さいこと
と相俟つて低温重合が可能なため、高分子量のポ
リマーを与えることにある。また、水溶性重合体例えばポリアクリルアミド
系重合体等は、希薄溶液として長時間保存してお
くと、原因、構造については未だ解明されていな
いが、変化をきたし、種々の用途に使用する際、
その効果が減少するという問題があつた。この点
に関しても、本発明による２，2′―アゾビス
（Ｎ，N′―アルキレンアルキルアミジン）化合物
又はその塩を重合開始剤として用いたものは、従
来の重合開始剤例えばレドツクス系重合開始剤等
を用いたものに比べ、変化の割合が極めて少な
い。表１に例えば凝集剤として使用した場合の、
経日変化を記す。表1.40℃孵卵器中保存の経日変化５％カオリン
に40℃の孵卵器中で保存したポリアクリルアミド
水溶液を濃度が2.5ppmとなるように添加し、効
果（沈降速度cm／分）を経日０日を100としてあ
らわした。

【表】また本発明の重合体の製造に当つては、誘導期
が短縮され、重合時間も短くなる為、工業的製造
は極めて容易である。表２に、本発明の重合開始
剤を使用し撹拌重合させたものと、従来の重合開
始剤を使用し撹拌重合させたものとの重合時間の
比較を記す。また従来、重合開始剤に起因して、アニオン及
びカチオン変成重合体が着色したり、一部ゲル化
が起つたりしたが、本発明の重合体例えばポリア
クリルアミド系重合体等の製造に当つては、これ
ら変成時を考慮した開始剤選択の要は一切なくな
り、製造工程の統一簡略化が達成され、着色とか
一部ゲル化などの問題は一挙に解決した。本発明に使用する重合開始剤は、下記一般式の
２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―アルキレンアルキル
アミジン）化合物またはその塩である。（式中R¹は炭素数１〜６のアルキルまたはシ
クロアルキル、R²は炭素数１〜６のアルキレン
を表わす。R¹のアルキルまたはシクロアルキル
は、例えばメチル、エチル、シクロプロピル等、
R²のアルキレンは、例えばメチレン、エチレン
プロピレン、ブチレン等を表わす。２，2′―アゾ
ビス（Ｎ，N′―アルキレンアルキルアミジン）
化合物としては、例えば、２，2′―アゾビス
（Ｎ，N′―ジメチレンイソブチルアミジン）、
２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―ジメチレン―２―シ
クロプロピルプロピオアミジン）、２，2′―アゾ
ビス（Ｎ，N′―ジメチレンイソペンチルアミジ
ン）、２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―ジメチレン―
２，４―ジメチルペンチルアミジン）、２，2′―
アゾビス（Ｎ，N′―ジメチレン―２―メチル―
３―シクロプロピルプロピオアミジン）、２，
2′―アゾビス（Ｎ，N′―ジメチレンイソヘプチル
アミジン）、２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―トリメ
チレンイソブチルアミジン）、２，2′―アゾビス
（Ｎ，N′―テトラメチレンイソブチルアミジ
ン）、２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―ペンタメチレ
ンイソブチルアミジン）、２，2′―アゾビス
（Ｎ，N′―トリメチレン―２，４―ジメチルペン
チルアミジン）、２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―ト
リメチレン―２―シクロプロピルプロピオアミジ
ン）、２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―トリメチレン
イソヘプチルアミジン）、２，2′―アゾビス
（Ｎ，N′―テトラメチレンイソペンチルアミジ
ン）、２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―テトラメチレ
ン―２―メチル―３―シクロプロピルプロピオア
ミジン）、２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―ペンタメ
チレンイソヘプチルアミジン）、２，2′―アゾビ
ス（Ｎ，N′―トリメチレン―２―シクロプロピ
ルプロピオアミジン）などが挙げられ、それらの
塩としては例えばそれらの鉱酸塩例えば塩酸塩、
硫酸塩等の無機酸塩や有機酸塩等が挙げられる。
これらの塩は、低温でアルカリを作用させて遊離
のものにすることも、次いで他の酸例えば鉱酸に
よつてそれらの塩例えば鉱酸塩にすることもで
き、遊離のものもその塩も、本発明の重合開始剤
となる。これらの本発明の重合開始剤は、低温に
於ても極めて活性である特徴を有し、水に対する
溶解性も良く、塩型のものが特に好ましく用いら
れる。本発明の重合開始剤は他の重合開始剤と併用す
ると更に好ましい結果が得られる場合があり、そ
れらのその他の重合開始剤としては、２，2′―ア
ゾビス（２―アミジノプロパン）又はその塩、過
硫酸アンモン、過硫酸アンモンと還元剤から成る
レドツクス系重合開始剤などが挙げられる。本発明により水溶性重合体を製造するには、本
発明の重合開始剤を使用する以外は自体公知の重
合方法に従い、例えば、水溶性重合体を製造する
場合はアクリルアミド、Ｎ―メチロールアクリル
アミド、アクリル酸、ビニルピロリドン、ビニル
ピリジン、Ｎ，Ｎ―ジメチルアミノエチルメタク
リレートなどの水溶性モノマーの単独又は混合物
を主成分として重合させ、これらを重合または共
重合させる際、２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―アル
キレンアルキルアミジン）化合物又はその塩を重
合開始剤として用いることを特徴とする。これらのうち、ポリアクリルアミド及びポリア
クリルアミドを主成分とするポリアクリルアミド
系重合体について更に詳しく述べると、重合体を
製造する工程は表３の記載に従い、得られたアク
リルアミドを各種変成するのは、公知の方法によ
り行なわれる。また得られたポリアクリルアミド
系重合体を、凝集剤等に使用する際には、粉粒状
体または水溶液として斯業界に供給される。

【表】本発明の重合反応は水でもアセトニトリル、酢
酸エステル等の有機溶剤を用いても進行するが、
本発明の目的である、高分子量にして高粘度のも
のを得る為には、水性溶媒が好ましい。その各工程について、更に詳細に説明すると、
本発明による重合工程は、例えば、水溶液中に
２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―アルキレンアルキル
アミジン）化合物又はその塩を重合開始剤として
加え、通常は、通常のレドツクス重合触媒を用い
る場合と同様60℃好ましくは室温乃至50℃で反応
させ、反応液のPHは酸性、中性、アルカリ性のい
ずれでも円滑に実施することが出来る。重合開始
剤として使用する２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―ア
ルキレンアルキルアミジン）化合物又はその塩
は、モノマーに対し通常0.001〜1.0％程度使用す
るが、必要に応じて適宜調節することができる。
使用量が少くしすぎると、重合がおそくなり、多
く用いすぎると重合度の低下をきたす。本発明で
得られる水溶性重合体のうち例えばポリアクリル
アミド系重合体について更に述べると、得られた
ポリアクリルアミドを、通常公知の方法で、部分
加水分解、スルホメチル化等によりアニオン変成
したり、マンニツヒ反応、ホフマン反応等により
カチオン変成したりするのは任意であり、また各
種変成する際、ポリアクリルアミドより変成せず
に、直接アクリルアミドを重合と同時に変成する
ことが出来るのも、開始剤選択の要のない、本発
明の特徴の１つの表われである。共重合によりア
ニオン変成するには、通常の分子内にカルボキシ
ル基、スルホニル基をもつ化合物を使用し、２，
2′―アゾビス（Ｎ，N′―アルキレンアルキルアミ
ジン）化合物又はその塩を重合開始剤として用い
て共重合せしめる。共重合によりカチオン変成す
るには、ビニールピリジン、アクリル酸、メタア
クリル酸等の通常の不飽和結合を有するアミンを
使用し、２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―アルキレン
アルキルアミジン）化合物又はその塩を重合開始
剤として用いて、共重合せしめる。かくして得ら
れた重合体は例えば、凝集剤として用いる場合、
ノニオン型は広いPH領域で適応性をもち、アニオ
ン型は、高PHに適しカチオン型は低PHに適す。更
に被処理液中の共存イオン、懸濁物濃度、温度な
ど凝集作用に及ぼす他の関係因子の影響を考慮し
て適切な凝集剤を選択するのは通常のことであ
る。次にアクリルアミド系重合体についての製造
例と適用例を実施例としてのべるが、これらは本
発明を限定するものではなく、他の重合体の製造
についても、同様に、好結果が得られることはい
うまでもない。実施例に於ける数量を示す部は重量部であり、
収量はいずれも定量的である。実施例１〜４撹拌器を付した反応釜にアクリルアミド５部と
蒸留水75部を加えて溶解する。更に重合開始剤の
所定量を添加し、撹拌下窒素気流中、所定温度で
所定時間重合させ得られる粘稠液を二重ドラム乾
燥機上で乾燥して白色鱗片状乾燥体を得る。２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―アルキレンアルキ
ルアミジン）化合物を重合開始剤として用いた場
合と比較のため従来から用いられているレドツク
ス系開始剤を使用した場合に得られた結果を表４
に示す。但し極限粘度はウベローデ粘度計を用い
て測定した。

【表】２，2′―アゾビス（Ｎ，N′―アルキレンアルキ
ルアミジン）化合物を開始剤として用いた重合は
誘導期が短かく、短時間の重合で高い重合率が得
られ、得られた重合体の極限粘度も極めて大き
い。実施例５内径２cmの共栓付50ml沈降試験管を用い、表５
に示す、各種被検液47.5mlを入れ、よく振り混ぜ
て懸濁液とする。これに表４に示す実施例１〜３
及び比較例１〜２で得られた重合体を表７に示す
濃度の水溶液として2.5mlずつ各被検液に加え
る。それぞれを各10回転倒により混合した後静置
して凝集効果を測定した。得られた結果を表７に
示す。但し透過率は15分後上澄液の600nmにおけ
る値を水を100％として測定した。

【表】

【表】本発明により製造したアクリルアミド重合体は
沈降速度、透過率等の凝集効果が極めて優れてい
る。実施例６実施例１と同様の反応釜に、アクリルアミド３
部アクリル酸１部、蒸留水70.4部を加えて溶解し
更に重合開始剤として２，2′―アゾビス（Ｎ，
N′―トリメチレンイソヘプチルアミジン）塩酸
塩0.002部を添加し撹拌下窒素気流中40℃で５時
間反応させた後、10％カセイソーダ溶液5.6部で
中和後重合率95.5％の無色澄明粘稠液を得た。乾
燥後１％水溶液の粘度を測定すると9800cpsを示
した。実施例７実施例１と同様の反応釜にアクリルアミド３部
ビニールピリジン１部、蒸留水76部を加えて溶解
し更に重合開始剤として２，2′―アゾビス（Ｎ，
N′―テトラメチレン―２―メチル―３―シクロ
プロピルプロピオアミジン）塩酸塩0.003部を添
加し、撹拌下窒素気流中50℃で５時間反応させ、
重合率97.0％の無色澄明粘稠液を得た。乾燥後１
％水溶液の粘度を測定すると120cpsを示した。

Claims

【特許請求の範囲】１一般式（式中R¹は炭素数１〜６のアルキル又はシク
ロアルキル、R²は炭素数１〜６のアルキレンを
表わす。）で示される２，2′―アゾビス（Ｎ，
N′―アルキレンアルキルアミジン）化合物又は
その塩を重合開始剤として使用することを特徴と
する水溶性重合体の製造方法。