JPS6221007B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6221007B2
JPS6221007B2 JP54049446A JP4944679A JPS6221007B2 JP S6221007 B2 JPS6221007 B2 JP S6221007B2 JP 54049446 A JP54049446 A JP 54049446A JP 4944679 A JP4944679 A JP 4944679A JP S6221007 B2 JPS6221007 B2 JP S6221007B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
graft
starch
quaternary ammonium
modified
meth
Prior art date
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Expired
Application number
JP54049446A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS55142014A (en
Inventor
Norio Hishiki
Toshihiko Kitamoto
Hiroshi Hayakawa
Shigeyuki Takagi
Shoji Iwase
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Starch Chemical Co Ltd
Original Assignee
Nippon Starch Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Starch Chemical Co Ltd filed Critical Nippon Starch Chemical Co Ltd
Priority to JP4944679A priority Critical patent/JPS55142014A/en
Publication of JPS55142014A publication Critical patent/JPS55142014A/en
Publication of JPS6221007B2 publication Critical patent/JPS6221007B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、粘度稀釈抵抗性が大であり、増粘
剤、高分子凝集剤として用いることができる変性
澱粉に関する。 従来、高粘性の増粘剤としてカルボキシメチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチ
ルセルロース、グアガム等が知られているが、粘
度稀釈抵抗性、特に1%以下の水溶液濃度の稀釈
抵抗性が十分でなく、また溶解時にままこを作つ
たり、熱水中で分散させた後溶解させるなど十分
なものではなかつた。またカチオン性高分子凝集
剤として、高分子量ポリアクリルアミドのカチオ
ン変性物が知られているが、このものは乾燥工程
が複雑となり、溶液状で供給されることが多く、
使用時の稀釈や運送の点できわめて不便である。
近年、澱粉にカチオン性単量体をグラフト共重合
したものが提示されているが、これらのものは十
分な凝集作用が付与されないまま今日に至つてい
る。 本発明者らはこれらの欠点を解決すべく鋭意研
究を行つた結果、グラフト側鎖、幹ポリマー双方
に4級アンモニウム変性したカチオン性置換基を
導入したグラフト変性澱粉がかかる目的に優れた
物性を示すことを見出し本発明を完成するに至つ
た。 すなわち置換度0.001〜0.5の4級アンモニウム
変性カチオンエーテル化澱粉に4級アンモニウム
塩基含有の単量体を必須としてグラフト共重合す
るかもしくは澱粉に水酸基、アルキルエステルカ
ルボキシレート基、グリシジル基、ハロゲン含有
アルキル基等を含有する単量体より選ばれる一種
又は二種以上を必須単量体としてグラフト共重合
したのちハロゲン化アルキル4級アンモニウム
塩、3級アミン、4級化アミノアルコールより選
ばれる一種又は二種以上のカチオン化剤により幹
ポリマーの澱粉部分およびグラフト側鎖に4級ア
ンモニウム変性したカチオン性置換基を導入する
ことにより製造される。 また上記4級アンモニウムを導入する方法と同
様に3級アミンを導入した後、4級化することも
本発明に含まれる。 4級アンモニウム変性カチオンエーテル化澱粉
は3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチ
ルアンモニウムクロライド、3−クロロ−2−ヒ
ドロキシプロピルトリエチルアンモニウムクロラ
イド、2−クロロエチルトリメチルアンモニウム
クロライド等のハロゲン化アルキル4級アンモニ
ウム塩等のカチオン化エーテル化剤が挙げられ
る。4級アンモニウム塩基含有単量体としては、
N・N・N−トリメチル−N−アクリロイロキシ
エチルアンモニウムクロライド、N・N・N−ト
リエチル−N−アクリロイロキシエチルアンモニ
ウムクロライド、2−ヒドロキシ−3−アクリロ
イロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロラ
イド等のN・N・N−トリアルキル−N−アクリ
ロイロキシアルキルアンモニウム塩、N・N・N
−トリメチル−N−メタクリロイロキシアルキル
アンモニウムクロライド、N・N・N−トリエチ
ル−N−メタクリロイロキシアルキルアンモニウ
ムクロライド、2−ヒドロキシ−3−メタクリロ
イロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロラ
イド等のN・N・N−トリアルキル−N−メタク
リロイロキシアルキルアンモニウム塩が挙げられ
る。 モノエチレン性不飽和アルコールたとえば(メ
タ)アリルアルコール、ポリオール(アルキレン
グリコール、グリセリン、ポリオキシアルキレン
グリコール等)のモノエチレン性不飽和エステル
またはエーテルたとえばヒドロキシエチル(メ
タ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)
アクリレート、トリエチレングリコール(メタ)
アクリレート、ポリ−オキシエチレン−オキシプ
ロピレン(ランダムまたはブロツク)グリコール
モノ(メタ)アリルエーテル等の水酸基含有単量
体を澱粉にグラフト共重合するか、酢酸ビニル等
をグラフト共重合した後加水分解し水酸基含有の
グラフト側鎖を幹ポリマーである澱粉類の水酸基
のエーテル化剤と同様の前記ハロゲン化アルキル
4級アンモニウム塩をグラフト変性後の水酸基に
作用させて4級アンモニウム塩をグラフト側鎖あ
るいはグラフト側鎖と幹ポリマーである澱粉に導
入する。 アルキルエステルカルボキシレート含有単量体
としてはアクリル酸メチル、アクリル酸エチル等
アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸アルキ
ルエステルが挙げられ、これらのエステルに対す
る4級カチオン化剤としては、トリメチルアミノ
エチルクロライドアルコール等、トリアルキルア
ミノアルキル塩アルコールが挙げられ、前記カル
ボキシアルキルエステルとのエステル交換により
グラフト変性後、4級アンモニウム塩基が導入さ
れる。 グリシジル基含有単量体としては、グルシジル
アクリレート、グリシジルメタクリレート、グリ
シジルアリルエーテル、グリシジルビニルエーテ
ル等が挙げられ、これらの単量体を澱粉類にグラ
フトした後、トリメチルアミン、トリエチルアミ
ン等の3級アルキルアミンをグリシジル基に作用
することによりグラフト側鎖に4級アンモニウム
塩基が導入される。 ハロゲン含有のアルキル基を有する単量体とし
ては、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルアク
リレート等のハロゲン化アルキルアクリレートお
よびメタクリレート、塩化ビニル、塩化アリル等
の不飽和ハロゲン化アルキル性エチレン単量体が
挙げられ、これらの単量体を澱粉類にグラフト重
合した後、トリメチルアミン、トリエチルアミン
等のトリアルキルアミンを作用させることにより
グラフト側鎖に4級アンモニウム塩基が導入され
る。 本発明において原料物質として用いる澱粉は、
馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉、トウモロコシ澱粉、モチ
トウモロコシ澱粉、高アミローストウモロコシ澱
粉、小麦澱粉、米澱粉、タピオカ澱粉、サゴ澱粉
などの天然澱粉やこれらの分解物、アミロースや
アミロペクチン分画物、架橋澱粉、エーテル化澱
粉、酸化澱粉、エステル化澱粉、酸処理澱粉、グ
ラフト変性澱粉、酵素処理澱粉、デキストリンな
どの化工澱粉、小麦粉、トウモロコシ粉、切干甘
藷、切干タピオカなどの澱粉含有物が挙げられ
る。これらの原料澱粉とモノマーのグラフト重合
反応はメタノール、アセトンなどの有機溶媒、ま
たは水あるいはこれらの混合溶液を溶媒として、
第二セリウム塩、過硫酸塩、過硫酸塩−亜硫酸
塩、過酸化水素−モール塩などの通常のグラフト
重合開始剤を用い0〜95℃、好ましくは10〜60℃
で常法に従がつて行うことができる。 本発明で用いるグラフト変性澱粉はグラフト側
鎖に常法に従がつてグラフト重合の前または後、
あるいはグラフト重合と同時に他の共重合可能な
モノヤー、例えば水酸基含有単量体、モノエチレ
ン性不飽和アルコールたとえばアリルアルコー
ル、ポリオール(アルキレングリコール、グリセ
リン、ポリオキシアルキレングリコール等)のモ
ノエチレン性不飽和エステルまたはエーテルたと
えばヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒ
ドロキシプロピル(メタ)アクリレート、トリエ
チレングリコール(メタ)アクリレート、ポリ−
オキシエチレン−オキシプロピレン(ランダムま
たはブロツク)グリコールモノ(メタ)アリルエ
ーテル(末端の水酸基はエーテル化またはエステ
ル化されていてもよい)。アミド基含有単量体:
(メタ)アクリルアミド、N−アルキル(メタ)
アクリルアミドたとえばN−メチルアクリルアミ
ド、N−ヘキシルアクリルアミド、N・N−ジア
ルキル(メタ)アクリルアミドたとえばN・N−
ジメチルアクリルアミド、N・N−ジ−n−また
はi−プロピルアクリルアミド、N−ヒドロキシ
アルキル(メタ)アクリルアミドたとえば、N−
メチロール(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロ
キシエチル(メタ)アクリルアミド。アミノ基含
有単量体:モノエチレン性不飽和モノマーまたは
ジカルボン酸のアミノ基含有エステル(ジアルキ
ルアミノアルキルエステル、ジヒドロキシアルキ
ルアミノアルキルエステル、モルホリノアルキル
エステル等)たとえばジメチルアミノエチル(メ
タ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メ
タ)アクリレート、モルホリノエチル(メタ)ア
クリレート、ジメチルアミノエチルフマレート。
複素環式ビニル化合物、たとえばビニルピリジン
類(2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、
N−ビニルピリジン)、N−ビニルイミダゾール
等の水溶性単量体、酢酸ビニル、アクリロニトリ
ル、アクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸
アルキルエステル、スチレン、塩化ビニル等のノ
ニオン性水不溶性単量体が挙げられ、増粘性およ
びより高い水溶性を要求される本発明においては
水溶性の単量体が好ましく、さらにヒドロキシ
(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メ
タ)アクリレート、トリエチレングライコール
(メタ)アクリレート等の水溶性(メタ)アクリ
レート等を共重合させることによりグラフト効率
の良くない4級アンモニウム塩含有単量体のグラ
フト効率を向上させるので好ましい。 幹ポリマーである澱粉類にグラフト重合の前ま
たは後に前記ハロゲン化4級アンモニウム塩等の
カチオン化エーテル化剤を用いてエーテル化度、
0.001〜0.5に処理し、4級アンモニウム塩を持つ
グラフト側鎖中で、該グラフト側鎖の窒素含有量
が幹ポリマー100部に対して0.01〜3.0部となるよ
うに変性したものが本発明の目的とするところの
増粘性、すなわち20℃で1%水溶液のブルツクフ
イールド粘度が1000センチポイズ以上ある幹ポリ
マーおよびグラフト側鎖双方に4級アンモニウム
塩を持つグラフト変性澱粉が得られる。 本発明により得られる高粘度グラフト変性澱粉
を用いる増粘剤は強塩基型の4級アンモニウム塩
を必須としており、酸性から弱アルカリ性に至る
広いPH領域で増粘性を示し、殺菌性、防腐性、接
着性、懸濁作用、乳化作用、耐油性、耐有機溶剤
性、セルロース、繊維等アニオン性物質への吸着
性に優れており、洗剤、ボーリング泥水、化粧
品、繊維壁、養魚用配合飼料の粘結剤、窯業用お
よび石膏用増粘剤、アイスグレーズ、農薬、種子
の展着剤、種子、球根類の保護膜、製紙用、ラテ
ツクスの増粘剤、塗料および合成樹脂の保護コロ
イド、帯電防止剤、土壌改良剤、捺染用糊剤、消
火剤等の増粘剤として用いられる。 石油井戸等の井戸ボーリングの際、掘り屑を地
上に取り出すため、ドリルパイプの中心を通して
掘削部に泥水を送り込み、パイプの外側から掘り
屑とともに地上へ循環させるようになつている。
この泥水中に0.1〜1.0%の本発明グラフト変性澱
粉を添加することにより、泥水の量が添加しない
場合に比べて15〜30%減少させることができる。 化粧品用としては整髪用、シヤンプー等のよう
な毛髪剤に本発明のグラフト変性澱粉を用いた場
合、毛髪にグラフト変性糊液が吸着し洗髪後も部
分的に吸着し残るため毛髪のセツトが容易に行な
われ、毛髪との親和力が強いので皮膜がフケ状と
なつて剥離落屑することがない。また各種クリー
ム類の増粘剤としても利用できる。 繊維壁用増粘接着剤として、本発明のグラフト
変性澱粉を用いた場合、壁面および塗材間におけ
る接着力が多大でコテさばき等の作業性が良好で
塗工後のケバ伏せなどが起らない糊剤が得られ
る。 養魚用配合飼料用粘結剤として従来、化学処理
を行なつていない澱粉を用いてきたが、増粘作用
粘結力が弱いため多量の澱粉を混合せねばならず
栄養のバランスが崩れたりして好ましいものでは
なかつた。本発明のグラフト変性澱粉を用いた場
合、従来の澱粉類に比べてはるかに少量で粘結効
果が現われかつ腐敗しにくいため水質の悪化も防
ぐことができる。 本発明のグラフト変性澱粉は殺菌性と増粘性に
優れているので魚などを凍結保存する時、本発明
のグラフト変性澱粉糊液を用いることにより、一
度糊液に漬けるだけで優れた粘性のため厚い氷の
層が形成され、氷の層の強度も増大し保存期間が
延長される。 本発明のグラフト変性澱粉を用いた高分子凝集
剤は下水し尿処理などの生活廃水処理にきわめて
有効でしかも従来市販のカチオン性凝集剤がすべ
て希薄濃度の水溶液で供給されており、製品の経
時安定性、輸送などの面で問題があつたが、本発
明のものは従来の澱粉と同様の方法できわめて簡
単に水に溶解することができ好ましいものであ
る。 次に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明
する。 実施例 1 エーテル化度0.06のトリメチルアミノエチルク
ロライドエーテル化澱粉100部水500部、N・N・
N−トリメチル−N−アクリロイロキシエチルア
ンモニウムクロライド10部、ヒドロキシプロピル
メタクリレート10部、硝酸第二セリウムアンモニ
ウム10部、硝酸(63%)1mlを添加し45℃で1時
間グラフト変性を行なつた後、中和、洗浄後乾燥
しグラフト変性澱粉Aを得た。 実施例 2 グラフト率35%の澱粉−ポリビニルアルコール
グラフト共重合体100部、水80部、イソプロピル
アルコール100部、3−クロロ−2−ヒドロキシ
プロピルトリメチルアンモニウムクロライド8
部、芒硝40部を分散させて40℃撹拌下で3%水酸
化ナトリウムを滴下しながらPH10.0〜11.0で幹ポ
リマーである澱粉とグラフト側鎖であるポリビニ
ルアルコール部分を4級アンモニウム塩でカチオ
ン化し、反応後中和、洗浄、乾燥を行いグラフト
変性澱粉Bを得た。 実施例 3 グラフト率40%の澱粉−ポリ−3−クロロ−2
−ヒドロキシプロピルメタクリレート100部をト
リメチルアミン(30%溶液)1000部中に分散させ
て40℃で5時間反応を行いグラフト側鎖に4級ア
ンモニウム塩を導入した後、洗浄、脱水を行なつ
たケーキを水150部アセトン100部中に分散させ、
2−クロロエチルトリメチルアンモニウムクロラ
イド15部を添加し、3%水酸化ナトリウムを滴下
してPH10〜11で40℃10時間反応を行ない、幹ポリ
マーおよびグラフト側鎖に4級アンモニウム塩を
導入し中和、水洗、乾燥を行いグラフト変性澱粉
Cを得た。 比較例 1 実施例1のトリメチルアミノエチルクロライド
エーテル化澱粉の代りに末変性のタピオカ澱粉を
原料として実施例1と同様の操作を行い側鎖のみ
に4級アンモニウム塩を持つグラフト変性澱粉D
を得た。 実施例 4 グラフト変性澱粉A〜Dの幹ポリマーである澱
粉類の4級アンモニウム塩によるエーテル化度、
グラフト側鎖の窒素含有量、20℃1%水溶液のブ
ルツクフイールド粘度を求めて表−1に示した。
The present invention relates to a modified starch that has high viscosity dilution resistance and can be used as a thickener and a polymer flocculant. Conventionally, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, guar gum, etc. have been known as high viscosity thickeners, but they do not have sufficient viscosity dilution resistance, especially at an aqueous solution concentration of 1% or less, and they do not have sufficient resistance to dilution when dissolved. It was not enough to make mamako or to dissolve it after dispersing it in hot water. In addition, cationic modified products of high molecular weight polyacrylamide are known as cationic polymer flocculants, but this requires a complicated drying process and is often supplied in the form of a solution.
It is extremely inconvenient in terms of dilution during use and transportation.
In recent years, starch graft copolymerized with cationic monomers has been proposed, but to date these products have not been provided with sufficient flocculating action. The present inventors conducted intensive research to solve these drawbacks, and as a result, we found that graft-modified starch, in which quaternary ammonium-modified cationic substituents are introduced into both the graft side chain and the backbone polymer, has excellent physical properties for these purposes. The present invention was completed based on these findings. That is, a quaternary ammonium modified cation etherified starch with a degree of substitution of 0.001 to 0.5 is graft copolymerized with an essential monomer containing a quaternary ammonium base, or a hydroxyl group, an alkyl ester carboxylate group, a glycidyl group, or a halogen-containing alkyl group is added to the starch. After graft copolymerizing one or more monomers selected from monomers containing groups etc. as essential monomers, one or two selected from halogenated alkyl quaternary ammonium salts, tertiary amines, quaternized amino alcohols, etc. It is produced by introducing a quaternary ammonium-modified cationic substituent into the starch portion and graft side chain of the backbone polymer using one or more cationizing agents. Furthermore, the present invention also includes introducing a tertiary amine and then quaternizing it in the same manner as the method of introducing quaternary ammonium. Quaternary ammonium-modified cation etherified starches include halogenated alkyl quaternary ammonium salts such as 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride, 3-chloro-2-hydroxypropyltriethylammonium chloride, and 2-chloroethyltrimethylammonium chloride. Examples include cationic etherification agents. As the quaternary ammonium base-containing monomer,
N such as N・N・N-trimethyl-N-acryloyloxyethylammonium chloride, N・N・N-triethyl-N-acryloyloxyethylammonium chloride, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyltrimethylammonium chloride, etc.・N・N-trialkyl-N-acryloyloxyalkyl ammonium salt, N・N・N
-N/N/N- such as trimethyl-N-methacryloyloxyalkylammonium chloride, N/N/N-triethyl-N-methacryloyloxyalkylammonium chloride, 2-hydroxy-3-methacryloyloxypropyltrimethylammonium chloride, etc. Trialkyl-N-methacryloyloxyalkyl ammonium salts are mentioned. Monoethylenically unsaturated alcohols such as (meth)allyl alcohol, monoethylenically unsaturated esters or ethers of polyols (alkylene glycols, glycerin, polyoxyalkylene glycols, etc.) such as hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)
Acrylate, triethylene glycol (meth)
Hydroxyl group-containing monomers such as acrylate, poly-oxyethylene-oxypropylene (random or block) glycol mono(meth)allyl ether are graft copolymerized to starch, or vinyl acetate etc. are graft copolymerized and then hydrolyzed to form hydroxyl groups. The graft side chain contained in the base polymer is made to act on the hydroxyl group after graft modification with the halogenated alkyl quaternary ammonium salt, which is similar to the agent for etherifying the hydroxyl group of starch, which is the backbone polymer, to convert the quaternary ammonium salt into the graft side chain or the graft side. Introducing starch, which is the chain and backbone polymer. Examples of alkyl ester carboxylate-containing monomers include acrylic acid alkyl esters such as methyl acrylate and ethyl acrylate, and methacrylic acid alkyl esters such as methyl methacrylate and ethyl methacrylate. Examples include trialkylaminoalkyl salt alcohols such as trimethylaminoethyl chloride alcohol, and after graft modification by transesterification with the carboxyalkyl ester, a quaternary ammonium base is introduced. Examples of glycidyl group-containing monomers include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl allyl ether, glycidyl vinyl ether, etc. After grafting these monomers onto starch, tertiary alkyl amines such as trimethylamine and triethylamine are added. A quaternary ammonium base is introduced into the graft side chain by acting on the glycidyl group. Examples of monomers having a halogen-containing alkyl group include halogenated alkyl acrylates and methacrylates such as 3-chloro-2-hydroxypropyl acrylate, and unsaturated halogenated alkyl ethylene monomers such as vinyl chloride and allyl chloride. After graft polymerizing these monomers onto starch, a quaternary ammonium base is introduced into the graft side chain by reacting with a trialkylamine such as trimethylamine or triethylamine. The starch used as a raw material in the present invention is
Natural starches such as potato starch, sweet potato starch, corn starch, waxy corn starch, high amylose corn starch, wheat starch, rice starch, tapioca starch, sago starch and their decomposition products, amylose and amylopectin fractions, cross-linked starches, ethers Examples include modified starch, oxidized starch, esterified starch, acid-treated starch, graft-modified starch, enzyme-treated starch, modified starch such as dextrin, and starch-containing substances such as wheat flour, corn flour, dried sweet potato, and dried tapioca. The graft polymerization reaction between these raw material starches and monomers is carried out using an organic solvent such as methanol or acetone, water, or a mixed solution of these as a solvent.
Using a common graft polymerization initiator such as ceric salt, persulfate, persulfate-sulfite, hydrogen peroxide-Mohr's salt, etc., 0-95℃, preferably 10-60℃.
This can be done in accordance with conventional methods. The graft-modified starch used in the present invention has a graft side chain that is attached to the graft side chain before or after graft polymerization according to a conventional method.
Alternatively, at the same time as graft polymerization, other copolymerizable monomers such as hydroxyl group-containing monomers, monoethylenically unsaturated alcohols such as allyl alcohol, monoethylenically unsaturated esters of polyols (alkylene glycol, glycerin, polyoxyalkylene glycol, etc.) or ethers such as hydroxyethyl (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, triethylene glycol (meth)acrylate, poly-
Oxyethylene-oxypropylene (random or blocked) glycol mono(meth)allyl ether (terminal hydroxyl group may be etherified or esterified). Amide group-containing monomer:
(meth)acrylamide, N-alkyl (meth)
Acrylamide e.g. N-methylacrylamide, N-hexylacrylamide, N.N-dialkyl(meth)acrylamide e.g. N.N-
Dimethylacrylamide, N.N-di-n- or i-propylacrylamide, N-hydroxyalkyl (meth)acrylamide, e.g.
Methylol (meth)acrylamide, N-hydroxyethyl (meth)acrylamide. Amino group-containing monomer: monoethylenically unsaturated monomer or amino group-containing ester of dicarboxylic acid (dialkylaminoalkyl ester, dihydroxyalkylaminoalkyl ester, morpholinoalkyl ester, etc.) such as dimethylaminoethyl (meth)acrylate, diethylaminoethyl ( meth)acrylate, morpholinoethyl(meth)acrylate, dimethylaminoethyl fumarate.
Heterocyclic vinyl compounds, such as vinylpyridines (2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine,
N-vinylpyridine), N-vinylimidazole, and other water-soluble monomers; vinyl acetate, acrylonitrile, acrylic acid alkyl esters, methacrylic acid alkyl esters, styrene, vinyl chloride, and other nonionic water-insoluble monomers; In the present invention, which requires thickening properties and higher water solubility, water-soluble monomers are preferred, and water-soluble monomers such as hydroxy (meth)acrylate, hydroxypropyl (meth)acrylate, and triethylene glycol (meth)acrylate are preferred. Copolymerizing (meth)acrylate or the like is preferable because it improves the grafting efficiency of the quaternary ammonium salt-containing monomer, which has poor grafting efficiency. Before or after graft polymerization of starch, which is a backbone polymer, a cationized etherification agent such as the above-mentioned halogenated quaternary ammonium salt is used to increase the degree of etherification,
0.001 to 0.5 and modified so that the nitrogen content of the graft side chain in the graft side chain having a quaternary ammonium salt is 0.01 to 3.0 parts based on 100 parts of the main polymer. A graft-modified starch having a target thickening property, that is, a Bruckfield viscosity of 1% aqueous solution at 20° C. of 1000 centipoise or more, has a quaternary ammonium salt in both the backbone polymer and the graft side chain. The thickener using the high-viscosity graft-modified starch obtained by the present invention essentially contains a strong base type quaternary ammonium salt, exhibits thickening properties in a wide pH range from acidity to weak alkalinity, and has bactericidal, preservative, and antiseptic properties. It has excellent adhesion, suspension action, emulsification action, oil resistance, organic solvent resistance, and adsorption to anionic substances such as cellulose and fibers. Binders, thickeners for ceramics and plaster, ice glazes, pesticides, seed spreading agents, protective coatings for seeds and bulbs, papermaking, latex thickeners, protective colloids for paints and synthetic resins, antistatic. It is used as a thickener for agents, soil conditioners, printing pastes, fire extinguishers, etc. When drilling wells such as oil wells, in order to take out the drilling debris to the ground, muddy water is sent into the excavation area through the center of the drill pipe, and is circulated from the outside of the pipe to the ground together with the drilling debris.
By adding 0.1 to 1.0% of the graft-modified starch of the present invention to this muddy water, the amount of muddy water can be reduced by 15 to 30% compared to the case where it is not added. For cosmetics, when the graft-modified starch of the present invention is used in hair products such as hair styling products and shampoos, the graft-modified starch adsorbs to the hair and partially remains even after hair washing, making it easy to set the hair. Because it has a strong affinity with hair, the film does not become dandruff-like and peel off. It can also be used as a thickener for various creams. When the graft-modified starch of the present invention is used as a thickening adhesive for fiber walls, the adhesive strength between the wall surface and the coating material is great, and workability such as troweling is good, resulting in flopping after coating. You can obtain glue that is not used. Conventionally, starch that has not been chemically treated has been used as a binder for compound feed for fish farming, but its thickening effect and cohesive power are weak, so a large amount of starch must be mixed, which can disrupt the nutritional balance. It was not a good thing. When the graft-modified starch of the present invention is used, it exhibits a caking effect in a much smaller amount than conventional starches and is less susceptible to spoilage, thereby preventing deterioration of water quality. The graft-modified starch of the present invention has excellent bactericidal properties and thickening properties, so when preserving fish etc. in a frozen state, by using the graft-modified starch paste of the present invention, excellent viscosity can be achieved just by immersing it in the paste. A thicker layer of ice forms, increasing the strength of the ice layer and extending its shelf life. The polymer flocculant using the graft-modified starch of the present invention is extremely effective in treating domestic wastewater such as sewage and human waste treatment, and all conventional commercially available cationic flocculants are supplied as a dilute aqueous solution, making the product stable over time. Although there were problems in terms of stability, transportation, etc., the product of the present invention is preferable because it can be dissolved in water extremely easily in the same manner as conventional starch. Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 Trimethylaminoethyl chloride etherified starch with a degree of etherification of 0.06 100 parts water 500 parts N.N.
After adding 10 parts of N-trimethyl-N-acryloyloxyethylammonium chloride, 10 parts of hydroxypropyl methacrylate, 10 parts of ceric ammonium nitrate, and 1 ml of nitric acid (63%), graft modification was performed at 45°C for 1 hour. , neutralization, washing and drying to obtain graft modified starch A. Example 2 100 parts of starch-polyvinyl alcohol graft copolymer with a graft ratio of 35%, 80 parts of water, 100 parts of isopropyl alcohol, 8 parts of 3-chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium chloride
1 part, 40 parts of Glauber's salt were dispersed, and 3% sodium hydroxide was added dropwise under stirring at 40°C, and the starch, which is the backbone polymer, and the polyvinyl alcohol part, which is the graft side chain, were cationized with a quaternary ammonium salt at pH 10.0 to 11.0. After reaction, the mixture was neutralized, washed and dried to obtain graft modified starch B. Example 3 Starch-poly-3-chloro-2 with a grafting rate of 40%
- 100 parts of hydroxypropyl methacrylate was dispersed in 1000 parts of trimethylamine (30% solution) and reacted at 40°C for 5 hours to introduce a quaternary ammonium salt into the graft side chain, then washed and dehydrated. Dispersed in 150 parts of water and 100 parts of acetone,
Add 15 parts of 2-chloroethyltrimethylammonium chloride and dropwise add 3% sodium hydroxide to react at 40°C for 10 hours at pH 10 to 11 to neutralize by introducing quaternary ammonium salt into the backbone polymer and graft side chains. , washed with water, and dried to obtain graft modified starch C. Comparative Example 1 Graft-modified starch D having a quaternary ammonium salt only in the side chain was obtained by performing the same operation as in Example 1 using terminally modified tapioca starch as a raw material instead of the trimethylaminoethyl chloride etherified starch in Example 1.
I got it. Example 4 Degree of etherification of starch, which is the backbone polymer of graft-modified starches A to D, with quaternary ammonium salt,
The nitrogen content of the graft side chain and the Bruckfield viscosity of a 1% aqueous solution at 20°C were determined and shown in Table 1.

【表】 実施例 5 洗髪用シヤンプーとして下記なる配合に糊剤と
して現在一般的に使用されている高粘度タイプの
カルボキシメチルセルロース、本発明のグラフト
変性澱粉AおよびDを用いてペースト状のシヤン
プーを製造し、使用試験を行なつた。 糊 剤 2.0 プロピレングリコール(可塑剤) 10.0 水 45.15 トリエタノールアミン・ラウリルサルフエート
(洗浄用) 15.0 ナトリウム・ラウリルサルフエート(洗浄用)
20.0 ソルビトール・ポリエチレンオキシド(調整剤)
3.0 ナトリウム・ステアレート(つや出し剤) 2.0 色 素 0.8香 料 0.05 全 量 100.00wt%
[Table] Example 5 A paste-like shampoo was produced using a high-viscosity type carboxymethyl cellulose, which is currently commonly used as a thickening agent, and graft-modified starches A and D of the present invention in the following formulation as a shampoo for hair washing. We conducted a usage test. Thickening agent 2.0 Propylene glycol (plasticizer) 10.0 Water 45.15 Triethanolamine lauryl sulfate (for cleaning) 15.0 Sodium lauryl sulfate (for cleaning)
20.0 Sorbitol polyethylene oxide (modifier)
3.0 Sodium stearate (polishing agent) 2.0 Pigment 0.8 Flavor 0.05 Total amount 100.00wt%

【表】 実施例 6 冷凍保存法の一種であるアイスグレーズをまぐ
ろに本発明のグラフト変性澱粉Aの1%水溶液お
よび無添加の水溶液中で1回漬けを行ない比較検
討を行なつた。
[Table] Example 6 A comparative study was carried out by soaking tuna in ice glaze, which is a type of frozen preservation method, once in a 1% aqueous solution of the graft-modified starch A of the present invention and an additive-free aqueous solution.

【表】 実施例 7 尿素−ホルマリン樹脂の増粘:尿素120g(2.0
モル)及び37%ホルムアルデヒド308g(3.8モ
ル)にグラフト変性澱粉A2.5gを混合添加後PH
8.5に調整し、90℃で60分間付加反応を行なつた
後、70℃に温度を下げPH6.5に調整し60分間撹拌
後、30℃に冷却し中和後の樹脂液の粘度は700セ
ンチポイズであつた。 比較例 2 実施例7と同様にグラフト変性澱粉D2.5gを
添加し、同様の反応を行なつた。樹脂液の粘度は
56センチポイズであつた。 実施例 8 有機汚泥凝集ろ過試験:下水処理場から発生し
た余剰汚泥(固形分度1%)を用いてグラフト変
性澱粉A〜Dの凝集能と他の各種凝集剤をそれぞ
れ100ppm添加し300rpmで1分間かきまぜた。次
にこの凝集汚泥液を平織120目のろ布をひいたブ
フナーロートに注ぎ15秒間のろ液量を測定した。
結果を表−2に示した。
[Table] Example 7 Thickening of urea-formalin resin: urea 120g (2.0
PH after mixing and adding 2.5 g of graft modified starch A to 308 g (3.8 mol) of 37% formaldehyde
After adjusting the pH to 8.5 and conducting an addition reaction at 90℃ for 60 minutes, lowering the temperature to 70℃ and adjusting the pH to 6.5, stirring for 60 minutes, cooling to 30℃ and neutralizing, the viscosity of the resin liquid was 700. It was centipoise hot. Comparative Example 2 In the same manner as in Example 7, 2.5 g of graft-modified starch D was added and the same reaction was carried out. The viscosity of the resin liquid is
It was 56 centipoise. Example 8 Organic sludge flocculation filtration test: Excess sludge (solid content: 1%) generated from a sewage treatment plant was used to add 100 ppm of each of the flocculating ability of graft-modified starches A to D and other various flocculants, and 100 ppm was added at 300 rpm. Stir for a minute. Next, this flocculated sludge liquid was poured into a Buchner funnel covered with a 120-mesh plain weave filter cloth, and the amount of filtrate over 15 seconds was measured.
The results are shown in Table-2.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 エーテル化度0.001〜0.5の4級アンモニウム
変性カチオンエーテル化澱粉を幹ポリマーとし、
4級アンモニウム変性したカチオン性置換基をグ
ラフト側鎖に持ち、該グラフト側鎖の窒素含有量
が幹ポリマー100部に対して0.01〜3.0部よりな
り、20℃、1%の水溶液のブルツクフイールド粘
度が1000センチポイズ以上である変性澱粉。
1 Quaternary ammonium-modified cation etherified starch with a degree of etherification of 0.001 to 0.5 is used as the backbone polymer,
The graft side chain has a cationic substituent modified with quaternary ammonium, the nitrogen content of the graft side chain is 0.01 to 3.0 parts based on 100 parts of the main polymer, and Bruckfield in a 1% aqueous solution at 20°C. Modified starch with a viscosity of 1000 centipoise or higher.
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