JPH02180905A - 部分加水分解アクリルアミド系ポリマーの製造方法 - Google Patents
部分加水分解アクリルアミド系ポリマーの製造方法Info
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- JPH02180905A JPH02180905A JP143889A JP143889A JPH02180905A JP H02180905 A JPH02180905 A JP H02180905A JP 143889 A JP143889 A JP 143889A JP 143889 A JP143889 A JP 143889A JP H02180905 A JPH02180905 A JP H02180905A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、水溶性に優れた部分加水分解アクリルアミド
系ポリマーの製造方法に関する。
系ポリマーの製造方法に関する。
(背景)
部分加水分解アクリルアミド系ポリマーは、従来から、
紙力増強剤、増粘剤、土壌散剤、原油回収用薬剤、廃水
処理剤などとして各種の産業分野で広く利用されている
。 この部分加水分解アクリルアミド系ポリマーの製造方法
としては、既に様々な方法が提案されているが、最も一
般的なのは、水溶液重合によって得たアクリルアミド系
ポリマーを苛性アルカリ等により加水分解して、ポリマ
ー中のアミド基の一部をカルボキシル基に変換する方法
である。 ところで、主題のアクリルアミド系ポリマ一部分加水分
解物に限らず、凝集剤として使用されるこの種の水溶性
の高分子量ポリマーは、運搬、保管及び使用時における
取扱性、作業性及び経済性等の見地から、通常、粉末〜
顆粒状の製品とされる。しかし低い七ツマー濃度で水溶
液重合し、さらに苛性アルカリ水溶液を加えて部分加水
分解すると、全体の濃度が稀薄なものとなるから、粉末
化の際、多量の水を蒸発させる必要があり、このための
エネルギーコストが多大なものとなる。 (従来技術の問題点) そこで以上の欠点を避けるため、可及的高濃度での重合
を図る趣旨で、既に多数の発明が提案されており、その
一つとして、例えば、七ツマー濃度15〜45重量%と
して水溶液重合したアクリルアミド系ポリマーのゲルを
粒状化し、苛性アルカリ水溶液と混合、接触させ、実質
的に含水量が低下しない条件下で50〜150℃に保っ
た後、乾燥する方法がある(特公昭8l−2H84)
。 しかし、30重量%以上の高い七ツマー濃度で水溶液重
合して得たアクリルアミド系ポリマーゲルの粒状化物は
、それ自体粘着性が小さく、粒子相互間や装置等への粘
接着は僅かであるが、部分加水分解のため苛性アルカリ
水溶液を添加すると。 該水溶液が50重量%に近い高濃度であっても、ポリマ
ーゲル粒状化物の表面を膨潤、粘着化させ、この結果、
粒子相互間の粘着による粗大塊が生成して!、?性アル
カリ水溶液の均等な浸透を妨げるため、均一な部分加水
分解が妨げられ、結果的に好ましい品質の製品を得るの
は難かしい、しかも生成した粗大な塊体は自体乾燥し難
いので、このような粗大塊体の生成を防止するため、苛
性アルカリ水溶液の添加方法や添加装置及び攪拌、混合
操作等に特別の工夫や配慮を必要とするが、実際問題と
して適切な解決は容易ではない0例えば、苛性アルカリ
水溶液の添加は、必然的に総水分量を増加させ、これに
より、蒸発、除去されるべき水分が多くなり、乾燥に必
要なエネルギー量を増加させることになる。 尤も、より高いモノマー濃度で水溶液重合させれば、蒸
発さるべき水分量はそれだけ少なくなるが、アクリルア
ミド系ポリマーの場合、高いモノマー濃度で重合を行な
うと、重合時の反応熱による熱劣化のため、高分子量の
ポリマーが得られないか又は三次元架橋を生じて水溶性
の良くないポリマーとなることが知られている。このた
め1例えば凝集剤用に適した高分子量のアクリルアミド
系ポリマーを得るための水溶液重合においては、過硫酸
塩、アゾ系化合物など、公知の熱ラジカル重合開始剤を
用いる熱重合法、公知の過硫酸塩/アミン類又は過硫酸
塩/亜硫酸塩など、公知のレドックス重合開始剤を用い
るレドックス重合法、さらには、熱重合開始剤とレドッ
クス重合開始剤との併用法などを用い、20〜25重量
%と比較的低いモノマー濃度を選ばなければならないか
ら、この公知法により、効率良く経済的に乾燥できる。 結石性の少ないポリマーゲルを得るのは難かしい。 次に、重合に続く部分加水分解工程において。 通常は加水分解反応を促進するためアクリルアミド系ポ
リマーゲル粒状化物と苛性アルカリ水溶液とを混合した
のちに加熱が行なわれる。この加熱手段として、間接加
熱は、局部的乾燥を招く場合が多いため、ときには系内
へ直接高温水蒸気を吹き込む直接加熱する方法も採られ
るが、副生ずる凝縮水が粒状ゲルの塊状化を起し易く、
かつ部分的に吸水して膨潤したゲルが粘接着性を助長す
るなどの不都合を生じることが多い。
紙力増強剤、増粘剤、土壌散剤、原油回収用薬剤、廃水
処理剤などとして各種の産業分野で広く利用されている
。 この部分加水分解アクリルアミド系ポリマーの製造方法
としては、既に様々な方法が提案されているが、最も一
般的なのは、水溶液重合によって得たアクリルアミド系
ポリマーを苛性アルカリ等により加水分解して、ポリマ
ー中のアミド基の一部をカルボキシル基に変換する方法
である。 ところで、主題のアクリルアミド系ポリマ一部分加水分
解物に限らず、凝集剤として使用されるこの種の水溶性
の高分子量ポリマーは、運搬、保管及び使用時における
取扱性、作業性及び経済性等の見地から、通常、粉末〜
顆粒状の製品とされる。しかし低い七ツマー濃度で水溶
液重合し、さらに苛性アルカリ水溶液を加えて部分加水
分解すると、全体の濃度が稀薄なものとなるから、粉末
化の際、多量の水を蒸発させる必要があり、このための
エネルギーコストが多大なものとなる。 (従来技術の問題点) そこで以上の欠点を避けるため、可及的高濃度での重合
を図る趣旨で、既に多数の発明が提案されており、その
一つとして、例えば、七ツマー濃度15〜45重量%と
して水溶液重合したアクリルアミド系ポリマーのゲルを
粒状化し、苛性アルカリ水溶液と混合、接触させ、実質
的に含水量が低下しない条件下で50〜150℃に保っ
た後、乾燥する方法がある(特公昭8l−2H84)
。 しかし、30重量%以上の高い七ツマー濃度で水溶液重
合して得たアクリルアミド系ポリマーゲルの粒状化物は
、それ自体粘着性が小さく、粒子相互間や装置等への粘
接着は僅かであるが、部分加水分解のため苛性アルカリ
水溶液を添加すると。 該水溶液が50重量%に近い高濃度であっても、ポリマ
ーゲル粒状化物の表面を膨潤、粘着化させ、この結果、
粒子相互間の粘着による粗大塊が生成して!、?性アル
カリ水溶液の均等な浸透を妨げるため、均一な部分加水
分解が妨げられ、結果的に好ましい品質の製品を得るの
は難かしい、しかも生成した粗大な塊体は自体乾燥し難
いので、このような粗大塊体の生成を防止するため、苛
性アルカリ水溶液の添加方法や添加装置及び攪拌、混合
操作等に特別の工夫や配慮を必要とするが、実際問題と
して適切な解決は容易ではない0例えば、苛性アルカリ
水溶液の添加は、必然的に総水分量を増加させ、これに
より、蒸発、除去されるべき水分が多くなり、乾燥に必
要なエネルギー量を増加させることになる。 尤も、より高いモノマー濃度で水溶液重合させれば、蒸
発さるべき水分量はそれだけ少なくなるが、アクリルア
ミド系ポリマーの場合、高いモノマー濃度で重合を行な
うと、重合時の反応熱による熱劣化のため、高分子量の
ポリマーが得られないか又は三次元架橋を生じて水溶性
の良くないポリマーとなることが知られている。このた
め1例えば凝集剤用に適した高分子量のアクリルアミド
系ポリマーを得るための水溶液重合においては、過硫酸
塩、アゾ系化合物など、公知の熱ラジカル重合開始剤を
用いる熱重合法、公知の過硫酸塩/アミン類又は過硫酸
塩/亜硫酸塩など、公知のレドックス重合開始剤を用い
るレドックス重合法、さらには、熱重合開始剤とレドッ
クス重合開始剤との併用法などを用い、20〜25重量
%と比較的低いモノマー濃度を選ばなければならないか
ら、この公知法により、効率良く経済的に乾燥できる。 結石性の少ないポリマーゲルを得るのは難かしい。 次に、重合に続く部分加水分解工程において。 通常は加水分解反応を促進するためアクリルアミド系ポ
リマーゲル粒状化物と苛性アルカリ水溶液とを混合した
のちに加熱が行なわれる。この加熱手段として、間接加
熱は、局部的乾燥を招く場合が多いため、ときには系内
へ直接高温水蒸気を吹き込む直接加熱する方法も採られ
るが、副生ずる凝縮水が粒状ゲルの塊状化を起し易く、
かつ部分的に吸水して膨潤したゲルが粘接着性を助長す
るなどの不都合を生じることが多い。
そこで本発明は、既存の部分加水分解ポリアクリルアミ
ドゲルの製造法の諸欠点を改善し、■細粒化したポリマ
ーゲル粒子相互間及び粒子と装置などとの粘着や接着が
殆どないため作業性が良好であり、かつ■加水分解反応
を促進させるための加熱エネルギーを必要とせず、及び
■蒸発除去すべき水分量が少ないため、乾燥のために必
要なエネルギーが経済的である。改良された部分加水分
解アクリルアミド系ポリマーの製造法を提供するのを目
的とする。
ドゲルの製造法の諸欠点を改善し、■細粒化したポリマ
ーゲル粒子相互間及び粒子と装置などとの粘着や接着が
殆どないため作業性が良好であり、かつ■加水分解反応
を促進させるための加熱エネルギーを必要とせず、及び
■蒸発除去すべき水分量が少ないため、乾燥のために必
要なエネルギーが経済的である。改良された部分加水分
解アクリルアミド系ポリマーの製造法を提供するのを目
的とする。
(概22)
以上の目的を達成するため1本発明に係る水溶性の良好
な部分加水分解アクリルアミド系ポリマー粉粒体の製造
方法は、濃度35〜50重量%のアクリルアミトモ/マ
ーを含有する水溶液を、不活性ガス雰囲気中の無端支持
体上べ薄層状に供給すると共に、該無端支持体の裏面へ
液状冷媒を吹きつけて冷却しながら、紫外線を照射して
最高重合系温度80℃以下で水溶液重合を行ない、厚さ
5〜15avの層状として得られたアクリルアミド系ポ
リマーのゲルを、粒径0.5〜2S/、まで細粒化した
後、その中のアクリルアミド系ポリマーの30モル%以
下に対応する化学量論量の水酸化カルシウムの粉末と攪
拌混合し、60〜80℃に30〜120分間保って加水
分解反応を促進させ、次いで80〜100℃熱風を用い
て含水率10%以下まで乾燥することを特徴とする。 以下1発明に関連する主要事項につき項別に述べる。 (アクリルアミドモノマーのMa) 本発明で使用できるアクリル7ミドモノマーとしては、
アクリルアミド単独、又はアクリルアミドと、例えば(
メタ)アクリル酩塩若しくは2−アクリルアミド−2−
メチルプロパンスルホン酸塩などとの混合物が例示され
、さらには、アクリルアミドとの混合物が35〜50重
量%の均一な七ツマー水溶液となり、重合して得られる
ポリマーが水溶性であるか又は部分加水分解により水溶
性のポリマーとなる範囲であれば、アクリロニトリル又
は(メタ)アクリル酸のアルキル−、ヒドロキシアルキ
ル−若しくはアルコキシアルキル−などのエステル類や
酢酸ビニルなども使用できる。但し、アクリルアミド以
外のモノマーの比率を高くすると、重合反応を遅くする
のみならず。 高分子量のポリマーを得るのも困難となり、しかも水溶
性不良のポリマーとなり易いなどの問題につながること
が多いため、アクリルアミドモノマーとその他のモノマ
ーとを混合して用いる場合には、アクリルアミドの比率
を80モル%以上とする必要がある。 (アクリルアミドモノマーの濃度) 本発明において、重合に使用されるアクリルアミドモノ
マーの水溶液濃度は35〜50重量%である0重合反応
の速度は、七ツマー濃度に大きく依存しており、低濃度
になるにつれ重合所要時間が増大する傾向がある。かつ
、モノマー濃度が低下する程、重合して得られるポリマ
ーゲルの粘着性が増大するだけでなく、蒸発、除去さる
べき水分量も多くなるから、できるだけ高いモノマー濃
度が望ましい、とは云え、余りにも高い七ツマー濃度で
水溶液重合させると、1合反応熱によって重合系の温度
が高くなりすぎ、該反応熱による不水溶化や著しい分子
量低下などの劣化現象が見られるので、特定の好適濃度
範囲であるのが望ましい。 (重合手段) 本発明方法における水溶液重合では、ラジカル発生手段
として紫外線のエネルギーを利用する。 そこで1重合反応系を実質的に気密化すると共に、系内
に不活性ガス(例えば窒素ガス)を充満させ、外部から
の空気(酸素)の流入を遮断した状態下で、予め窒素な
どの不活性気体を吹込んで溶存酸;g t−sr及的除
去した千ツマー水溶液を、無端支持体」ニへ連続的に薄
層状に供給しながら、波rj:300〜400nmの紫
外線を照射して15〜60分間重合を行なわせる。この
ように薄い層状で重合を行なうため、副生ずる眞含熱は
比較的僅かであって、該支持体裏面への液状冷媒(例え
ば冷水)の吹きつけにより、効果的に冷却、除去される
ことができる。そしてこれにより、厚さ5〜1511の
層状をなした水分量が約50〜65重合%のゲル体が形
成される。 上記紫外線照射重合では、紫外線の強さが重合反応速度
に敏感な影響を与えるため、照射する紫外線の強度を重
合反応の進行段階に応じて適宜制御することにより、急
激な発熱を抑制することができる。そしてこれらの条件
を適宜組合わせることによって、35〜501i%と高
い七ツマー濃度であっても1重合系の温度を80℃以下
に保ちながら2水溶性の良好な高分子量のアクリルアミ
ド系ポリマーを得ることが可能である。 ここに紫外線照射重合の開始剤としては、ベンゾイン、
ベンゾインアルキルエーテル、ジメチルベンジルケター
ル等、公知の化合物を使用でき、光ff1合開始剤とし
てのアゾビス(アミジノプロパン)塩酸塩などの水溶性
7ゾ系化合物も使用しうる。これらの重合開始剤は、単
独又は2種以上組合せて使用することも可能である。 (細粒化) 以上の紫外線重合手段により得られる厚さ5〜15m5
の層状ポリマーゲルは、次いで粒径0.5〜2m/mに
迄細粒化される。若しこの細粒化ゲルの粒径が大きすぎ
れば、後に添加、混合されるアルカリ剤としての水酸化
カルシウムの粉末が1水側粒化ゲルの保有する水分によ
り溶解してゲル粒子内部へ浸透する6に時間がかかるか
ら、均一な部分加水分解を進めるためにも、また、乾燥
を効率的に行わせる点でも好ましくない、細粒化ゲルの
粒径が小さい程、アルカリ剤のゲル粒子内部への浸透及
び拡散が容易となり、水の蒸発も速かに進行するが、微
粒化しすぎると乾燥時に熱風と一緒に飛散してしまい、
収量が低下したり、通風経路を閉塞したりするなどの障
害につながり易い、かつ、微細粒化のための設備や作業
の効率を考慮すれば、細粒化の程度には自ずと限度があ
り、粒径0.5〜2’/−は、これらの各条件を満足さ
せる適当な範囲である。 因に、アクリルアミド系ポリマーのゲルをこのような粒
径にまで細粒化するに際しては、例えば上掲特開昭13
1−110511公報中で提案されているような、粗砕
されたポリマーゲルを、固定刃と回転刃から構成される
と共に、ゲルの滞留領域を有し、かつ該領域内における
平均粉砕滞留時間が3分以上となる竪型切断機を用いて
細粒化する方法を用いるのが適当である。 (アルカリ剤) アクリルアミド系ポリマーの細粒化ゲルを部分加水分解
するためのアルカリ剤として苛性アルカリを用いると、
混合直後に急激に発熱し、粘着性を帯びて塊状化が生じ
易い、既述のように、−旦このような状態になると均一
な部分加水分解が困難となってポリマーの水溶性が損な
われる他に。 乾燥するために著しく時間がかかり、ひいては局部的に
過乾燥の状態となって一部ポリマーの品質を低下させる
ことになる。 しかるに、アルカリ剤として水酸化カルシウムを用いる
と、苛性アルカリに見られる混合直後の急激な発熱や混
合物が粘着性を帯びて塊状化する等の問題が解決される
。また、取扱いにおいても苛性アルカリの如く人体や装
置などに著しい障害を与えるほど強いアルカリ性でなく
、シかも強アルカリ性物質としての作用を有し、安価で
あることからも水酸化カルシウムは優れており、酸化カ
ルシウムのように吸湿により場合によっては火災につな
がる危険もなく、安全性の面からも好ましい。 (部分加水分解) 以上のアルカリ剤は、細粒化ゲルと攪拌下に混合される
が、速やかに該ゲル内部へ吸収され、均一混合状態とな
るためには1本剤自体粉末状態であることが必要であっ
て、少なくとも粒径0.1−へ以下の微粉末であること
が好ましい。 水酸化カルシウム粉末は、上述の如く、細粒化ゲルと混
合してもそれに粘着性を4えない点でアクリルアミド系
ポリマーゲルの細粒を部分加水分解するのに適したアル
カリ剤ではあるが、多量に使用すると1部分加水分解さ
れたアクリルアミド系ポリマーの水溶性を低下させたり
、水溶液を白濁化させたりする。これは、ポリマー中の
酸アミド基の一部が加水分解されてカルボキシル基にな
り、2価のカルシウムイオンと塩を形成する架橋現象に
なるものであると考えられる。 一般に、ポリマー中のカルボキシル基が、 40モル%
μ上になると性能的に著しく影響を受けるが、30モル
%以下では何ら支障は認められない。 通常、凝集剤や石油回収剤として用いられるアクリルア
ミド系ポリマーの加水分解率は30モル%以下であるの
で、水酸化カルシウムを加水分解のためのアルカリ剤と
して使用することの障害とはならない、従って、使用す
る水酸化カルシウム粉末は、加水分解をしようとするア
クリルアミド系ポリマーの30モル%以下に対する化学
量論量に限定することが必要となる。 細粒化ゲルと水酸化カルシウム粉末との混合物は、次い
で加水分解反応を促進するため60〜80℃まで昇温さ
れる。このため、通常、該混合物をジャケット付容器内
に入れ、ジャケットに蒸気その他の熱媒を通じて間接的
に加熱する。この加熱によりゲル粒子に粘着性を生じる
ことはなく、従って、混合物相互間及び容器内壁等への
粘着も認められない。 以上の加熱は、汀通60〜80℃で60〜120分静置
または攪拌下に行われ、この間、加水分解反応が進行す
る。 加熱処理を終えた混合物は1ML後に通風型バンド乾燥
機などの慣用乾燥手段を用いて80〜100℃の熱風に
より乾燥される。熱風温度が低くすぎると乾燥効率が低
くなり、逆に高すぎると乾燥したポリマーの品質に好ま
しくない影響を及ぼすので、実験的に適切な温度、風量
及び機内滞留時間等を選定するのが望ましい、適当な乾
燥条件下に得られた乾燥物は、粒径が0.3〜1.0m
mであり整粒化のための粉砕を殆ど必要としない程度の
粉粒状物である。
な部分加水分解アクリルアミド系ポリマー粉粒体の製造
方法は、濃度35〜50重量%のアクリルアミトモ/マ
ーを含有する水溶液を、不活性ガス雰囲気中の無端支持
体上べ薄層状に供給すると共に、該無端支持体の裏面へ
液状冷媒を吹きつけて冷却しながら、紫外線を照射して
最高重合系温度80℃以下で水溶液重合を行ない、厚さ
5〜15avの層状として得られたアクリルアミド系ポ
リマーのゲルを、粒径0.5〜2S/、まで細粒化した
後、その中のアクリルアミド系ポリマーの30モル%以
下に対応する化学量論量の水酸化カルシウムの粉末と攪
拌混合し、60〜80℃に30〜120分間保って加水
分解反応を促進させ、次いで80〜100℃熱風を用い
て含水率10%以下まで乾燥することを特徴とする。 以下1発明に関連する主要事項につき項別に述べる。 (アクリルアミドモノマーのMa) 本発明で使用できるアクリル7ミドモノマーとしては、
アクリルアミド単独、又はアクリルアミドと、例えば(
メタ)アクリル酩塩若しくは2−アクリルアミド−2−
メチルプロパンスルホン酸塩などとの混合物が例示され
、さらには、アクリルアミドとの混合物が35〜50重
量%の均一な七ツマー水溶液となり、重合して得られる
ポリマーが水溶性であるか又は部分加水分解により水溶
性のポリマーとなる範囲であれば、アクリロニトリル又
は(メタ)アクリル酸のアルキル−、ヒドロキシアルキ
ル−若しくはアルコキシアルキル−などのエステル類や
酢酸ビニルなども使用できる。但し、アクリルアミド以
外のモノマーの比率を高くすると、重合反応を遅くする
のみならず。 高分子量のポリマーを得るのも困難となり、しかも水溶
性不良のポリマーとなり易いなどの問題につながること
が多いため、アクリルアミドモノマーとその他のモノマ
ーとを混合して用いる場合には、アクリルアミドの比率
を80モル%以上とする必要がある。 (アクリルアミドモノマーの濃度) 本発明において、重合に使用されるアクリルアミドモノ
マーの水溶液濃度は35〜50重量%である0重合反応
の速度は、七ツマー濃度に大きく依存しており、低濃度
になるにつれ重合所要時間が増大する傾向がある。かつ
、モノマー濃度が低下する程、重合して得られるポリマ
ーゲルの粘着性が増大するだけでなく、蒸発、除去さる
べき水分量も多くなるから、できるだけ高いモノマー濃
度が望ましい、とは云え、余りにも高い七ツマー濃度で
水溶液重合させると、1合反応熱によって重合系の温度
が高くなりすぎ、該反応熱による不水溶化や著しい分子
量低下などの劣化現象が見られるので、特定の好適濃度
範囲であるのが望ましい。 (重合手段) 本発明方法における水溶液重合では、ラジカル発生手段
として紫外線のエネルギーを利用する。 そこで1重合反応系を実質的に気密化すると共に、系内
に不活性ガス(例えば窒素ガス)を充満させ、外部から
の空気(酸素)の流入を遮断した状態下で、予め窒素な
どの不活性気体を吹込んで溶存酸;g t−sr及的除
去した千ツマー水溶液を、無端支持体」ニへ連続的に薄
層状に供給しながら、波rj:300〜400nmの紫
外線を照射して15〜60分間重合を行なわせる。この
ように薄い層状で重合を行なうため、副生ずる眞含熱は
比較的僅かであって、該支持体裏面への液状冷媒(例え
ば冷水)の吹きつけにより、効果的に冷却、除去される
ことができる。そしてこれにより、厚さ5〜1511の
層状をなした水分量が約50〜65重合%のゲル体が形
成される。 上記紫外線照射重合では、紫外線の強さが重合反応速度
に敏感な影響を与えるため、照射する紫外線の強度を重
合反応の進行段階に応じて適宜制御することにより、急
激な発熱を抑制することができる。そしてこれらの条件
を適宜組合わせることによって、35〜501i%と高
い七ツマー濃度であっても1重合系の温度を80℃以下
に保ちながら2水溶性の良好な高分子量のアクリルアミ
ド系ポリマーを得ることが可能である。 ここに紫外線照射重合の開始剤としては、ベンゾイン、
ベンゾインアルキルエーテル、ジメチルベンジルケター
ル等、公知の化合物を使用でき、光ff1合開始剤とし
てのアゾビス(アミジノプロパン)塩酸塩などの水溶性
7ゾ系化合物も使用しうる。これらの重合開始剤は、単
独又は2種以上組合せて使用することも可能である。 (細粒化) 以上の紫外線重合手段により得られる厚さ5〜15m5
の層状ポリマーゲルは、次いで粒径0.5〜2m/mに
迄細粒化される。若しこの細粒化ゲルの粒径が大きすぎ
れば、後に添加、混合されるアルカリ剤としての水酸化
カルシウムの粉末が1水側粒化ゲルの保有する水分によ
り溶解してゲル粒子内部へ浸透する6に時間がかかるか
ら、均一な部分加水分解を進めるためにも、また、乾燥
を効率的に行わせる点でも好ましくない、細粒化ゲルの
粒径が小さい程、アルカリ剤のゲル粒子内部への浸透及
び拡散が容易となり、水の蒸発も速かに進行するが、微
粒化しすぎると乾燥時に熱風と一緒に飛散してしまい、
収量が低下したり、通風経路を閉塞したりするなどの障
害につながり易い、かつ、微細粒化のための設備や作業
の効率を考慮すれば、細粒化の程度には自ずと限度があ
り、粒径0.5〜2’/−は、これらの各条件を満足さ
せる適当な範囲である。 因に、アクリルアミド系ポリマーのゲルをこのような粒
径にまで細粒化するに際しては、例えば上掲特開昭13
1−110511公報中で提案されているような、粗砕
されたポリマーゲルを、固定刃と回転刃から構成される
と共に、ゲルの滞留領域を有し、かつ該領域内における
平均粉砕滞留時間が3分以上となる竪型切断機を用いて
細粒化する方法を用いるのが適当である。 (アルカリ剤) アクリルアミド系ポリマーの細粒化ゲルを部分加水分解
するためのアルカリ剤として苛性アルカリを用いると、
混合直後に急激に発熱し、粘着性を帯びて塊状化が生じ
易い、既述のように、−旦このような状態になると均一
な部分加水分解が困難となってポリマーの水溶性が損な
われる他に。 乾燥するために著しく時間がかかり、ひいては局部的に
過乾燥の状態となって一部ポリマーの品質を低下させる
ことになる。 しかるに、アルカリ剤として水酸化カルシウムを用いる
と、苛性アルカリに見られる混合直後の急激な発熱や混
合物が粘着性を帯びて塊状化する等の問題が解決される
。また、取扱いにおいても苛性アルカリの如く人体や装
置などに著しい障害を与えるほど強いアルカリ性でなく
、シかも強アルカリ性物質としての作用を有し、安価で
あることからも水酸化カルシウムは優れており、酸化カ
ルシウムのように吸湿により場合によっては火災につな
がる危険もなく、安全性の面からも好ましい。 (部分加水分解) 以上のアルカリ剤は、細粒化ゲルと攪拌下に混合される
が、速やかに該ゲル内部へ吸収され、均一混合状態とな
るためには1本剤自体粉末状態であることが必要であっ
て、少なくとも粒径0.1−へ以下の微粉末であること
が好ましい。 水酸化カルシウム粉末は、上述の如く、細粒化ゲルと混
合してもそれに粘着性を4えない点でアクリルアミド系
ポリマーゲルの細粒を部分加水分解するのに適したアル
カリ剤ではあるが、多量に使用すると1部分加水分解さ
れたアクリルアミド系ポリマーの水溶性を低下させたり
、水溶液を白濁化させたりする。これは、ポリマー中の
酸アミド基の一部が加水分解されてカルボキシル基にな
り、2価のカルシウムイオンと塩を形成する架橋現象に
なるものであると考えられる。 一般に、ポリマー中のカルボキシル基が、 40モル%
μ上になると性能的に著しく影響を受けるが、30モル
%以下では何ら支障は認められない。 通常、凝集剤や石油回収剤として用いられるアクリルア
ミド系ポリマーの加水分解率は30モル%以下であるの
で、水酸化カルシウムを加水分解のためのアルカリ剤と
して使用することの障害とはならない、従って、使用す
る水酸化カルシウム粉末は、加水分解をしようとするア
クリルアミド系ポリマーの30モル%以下に対する化学
量論量に限定することが必要となる。 細粒化ゲルと水酸化カルシウム粉末との混合物は、次い
で加水分解反応を促進するため60〜80℃まで昇温さ
れる。このため、通常、該混合物をジャケット付容器内
に入れ、ジャケットに蒸気その他の熱媒を通じて間接的
に加熱する。この加熱によりゲル粒子に粘着性を生じる
ことはなく、従って、混合物相互間及び容器内壁等への
粘着も認められない。 以上の加熱は、汀通60〜80℃で60〜120分静置
または攪拌下に行われ、この間、加水分解反応が進行す
る。 加熱処理を終えた混合物は1ML後に通風型バンド乾燥
機などの慣用乾燥手段を用いて80〜100℃の熱風に
より乾燥される。熱風温度が低くすぎると乾燥効率が低
くなり、逆に高すぎると乾燥したポリマーの品質に好ま
しくない影響を及ぼすので、実験的に適切な温度、風量
及び機内滞留時間等を選定するのが望ましい、適当な乾
燥条件下に得られた乾燥物は、粒径が0.3〜1.0m
mであり整粒化のための粉砕を殆ど必要としない程度の
粉粒状物である。
高いモノマー濃度下に、紫外線照射により水溶液重合し
て得たアクリルアミド系ポリマーゲルを細粒化し、この
細粒物を粉末状の水酸化カルシウムと撹拌、混合して部
分加水分解を行った後、乾燥させると、 ■ 細粒化したポリマーゲルが、乾燥するまで粒子相互
間は無論、粒子と装にとも殆ど粘着又は接着しないので
、各工程の作業が容易となる。 ■ 七ツマー水溶液の調整時以外は水を使用せず、しか
も七ツマー水溶液のm度が高いため、蒸発除去すべき水
分漬が少なくなり、乾燥のためのエネルギー量が大幅に
減少する。 (■ 粒径の揃った乾燥製品が得られるので、I再粉砕
や篩分けを必要とせず、従って工程数の減少は無論、爆
発等の原因となる粉塵飛散の恐れもない。 ■ 各工程を連続化させることができるため、設備のコ
ンパクト化が容易である。 等の格段の作用効果が得られる。
て得たアクリルアミド系ポリマーゲルを細粒化し、この
細粒物を粉末状の水酸化カルシウムと撹拌、混合して部
分加水分解を行った後、乾燥させると、 ■ 細粒化したポリマーゲルが、乾燥するまで粒子相互
間は無論、粒子と装にとも殆ど粘着又は接着しないので
、各工程の作業が容易となる。 ■ 七ツマー水溶液の調整時以外は水を使用せず、しか
も七ツマー水溶液のm度が高いため、蒸発除去すべき水
分漬が少なくなり、乾燥のためのエネルギー量が大幅に
減少する。 (■ 粒径の揃った乾燥製品が得られるので、I再粉砕
や篩分けを必要とせず、従って工程数の減少は無論、爆
発等の原因となる粉塵飛散の恐れもない。 ■ 各工程を連続化させることができるため、設備のコ
ンパクト化が容易である。 等の格段の作用効果が得られる。
【実施例]
以下、実施例により発明具体化の例を示すが、各個は、
勿論説明用のもので、発明思想の限定若しくは制限を意
図し又は意味するものでない。 実施例1 ステンレス鋼製の巾450 am、有効長3.000m
層のエンドレスベルトの裏面に下側から冷水を噴射でき
る構造とした重合用無端支持体を準備した。 別に、該エンドレスベルトの上部に、その下端開口面が
該ベルト面に近接し、上面に紫外線透過性カラス窓を備
える気密小室を固定し、該小室内へ常時窒素ガスを通じ
て、室内酸素濃度を041%以下に調節した。 さらに、該小室の上方部に紫外線光源として蛍光ケミカ
ルランプ(東芝製FL30SBL)を設置し、気密小室
内におけるベルト表面位置の紫外線強度を前半部10w
/m2後半部を20w/■2に調節し、エンドレスベル
トを10011111/分の定速度で回動させながら、
エンドレスベルトの裏面へ15°Cの冷水を噴射した。 50重槍形アクリルアミド水溶液24.0 Kg、千オ
尿素38.0 g、トリエタノールアミン24.0g及
び脱イオン水5.94 Kgをステンレス製の50文8
ジャケット及び撹拌機付溶解槽へ仕込み、撹拌、溶解さ
せて均一なモノマー水溶液とした。この水溶液のPHは
9,2.温度15℃であった。 1[)られた七ツマー水溶液の全量を、50文8のポリ
エチレン製タンクへ移し、不活性ガスを吹込んで液中の
溶存酸素濃度を0.lPP−以下にまで脱酸素したのち
、定量ポンプを用いて気密小室内の回動エンドレスベル
ト上へ30に87時の速度で定μ的に供給した。同時に
、別に設置した1M容のステンレス製タンクから、重合
開始剤として、ベンゾインインプロピルエーテルの1%
メタノール溶液を上記モノマー水溶液が気密小室内へ入
る直前の位とに設けた静置型ラインミキサーへ120g
/時の速度で定量注入し、モノマー水溶液と重合開始剤
とを均一に混合した後、紫外線照射による重合を行なっ
た。 重合は、七ツマー水溶液が該ベルト上へ供給されてから
30秒以内に始り、約7分後に重合物の表面温度は48
℃の最高温度に達した0重合開始後。 30分で、前記気密小室から排出されたゲル状の含水ポ
リマーは、厚さ約10mmのシート状で、温度17〜1
8℃であった。 得られたポリマーゲルを、連続的にエンドレスベルトか
ら剥がし、互いに噛み合う方向に回転するローラー型カ
ッターの上方から連続的に供給して、 3 X 5
X 10mmの角型に切断した。この角型ポリマーゲル
を、孔径3■腸φのスクリーンをセットした回転刃と固
定刃とからなる竪型切断機に15℃の冷風を通じながら
供給して一回目の粒状化を行なった後、順次、孔径2腸
■φのスクリーンをセットした同様の竪型切断機及び孔
径1s量のスクリーンをセットした同様の竪型切断機に
夫々通して粒径的[1に整粒されたポリマーゲルを得た
。このようにして得られた細粒化ポリマーゲルは、含水
率約57%であった。 直径50cmφ、高さ80cmの円筒型容器の底部に。 上下2枚の正逆回転翼を、側方部に水門式排出口を有す
る撹拌装置を用意した。 上記装置の回転翼を400rp−の速度で回転させなが
ら、上で得た整粒化ポリマーゲルを20Kg/時の速度
で供給し、同時に粒径?41Lm以下の水酸化カルシウ
ム粉末を820g/時の速度で供給し、排出口の開きを
適宜調整して、平均滞留時間2分間の条件で撹拌混合を
行った。 上記撹拌装置から排出されたゲル混合物を、さらに保温
用ジャケットを備えた二軸スクリューコンベアへ連続的
に供給し、約60分間滞留させた。 なお、スクリューコンベアのジャケットには約80℃の
熱水を通じて内容物の加熱を行なった。 得られたゲル混合物は、粘着性及び接着性が全くなく1
粒径約1腸■のバラバラの細粒であった。 このゲル混合物を、バンド型通風乾燥機により、85〜
90℃の熱風で15分間乾燥したところ、含水率8%以
下の粉粒体が得られた。得られた粉粒体の分析値をJ[
料ゲルのそれと対照させて下表−1に示す。 表−1 本([η”:’−:aso3 ) dl/gt准不溶解
分量の測定法 3文官ビーカーに脱イオン水2,500■皇を入れ、2
5±2℃に保って500rpmで撹拌しながら、ポリマ
ー5.0gを継粉が生じないように投入し、モのまま撹
拌を続け、120分後、 100メツシユのステンレス
製金網で濾過して100sjLの脱イオン水で3回水洗
した後、105℃で80分間乾燥した後の金網上の残留
物の重さを試料採取量との比で示す。 裏鳳璽ヱ 実施例1と同じ重合装置を用い、同様にして重合を行っ
た。但し七ツマー水溶液は、以下のように変更し、各成
分を溶解槽に仕込んで調整した。 50%アクリルアミド水溶液 20.92に830%
アクリル酸ソーダ水溶液 5.13Kgチオ尿素
3B。 トリエタノールアミン 24g脱イオン水
3.89Kg重合用エンドレスベル゛
ト上ヘト上供給した七ツマー水溶液(七ツマー濃度40
.0!li量t、pH10,5,15℃)とベンゾイン
イソプロピルエーテルの1%メタノール溶液の量は、夫
々30Kg/時及びtaog/時であった。 紫外線の照射を受けた七ツマー水溶液は、直ちに重合を
始め、約6分後に表面温度が57〜80℃の最高温度に
達した。 得られた厚さ約10mmの層状のポリマーゲルを、実施
例1と同様にして粒径的1msに細粒化した。 実施例1の撹拌混合装置に、含水率58〜57%の細粒
化ポリマーゲルを20Kg/時1粒径が741L−以下
に水酸化カルシウム粉末を800g /時の速度で夫々
同時に供給して撹拌混合し、実施例1と同様に80℃に
加熱したスクリューコンベア内に約60分間滞留させ、
さらに同型のスクリューコンベア内へ連続的に送り込ん
で80℃に加熱して45分間滞留させた後、バンド型通
風蒸発機により、85〜90℃の熱風で15分間乾燥し
、水分JlB、3〜7.7%の粉粒体を得た。 この粉粒体の分析値を、上表−1と同様に下表−2とし
て示す。 表−2 着や接着が殆どないため作業性が良好であり、かつ■加
水分解反応を促進させるための加熱エネルギーを必要と
せず、及び■蒸発除去すべき水分量が少ないので、乾燥
のために必要なエネルギーが経済的であるなど、IM集
剤等として有用な部分加水分解アクリルアミド系ポリマ
ー粉粒体の製造に顕著な改良をもたらしうろことにより
、関i!l!産業界に寄与する。 特許出願人 第一工業製薬株式会社 @加水分解率 アクリル酸ソーダとの共重合により生じるアニオン変成
率(モル%)も、便宜上加水分解率に含めた。 【発明の効果】
勿論説明用のもので、発明思想の限定若しくは制限を意
図し又は意味するものでない。 実施例1 ステンレス鋼製の巾450 am、有効長3.000m
層のエンドレスベルトの裏面に下側から冷水を噴射でき
る構造とした重合用無端支持体を準備した。 別に、該エンドレスベルトの上部に、その下端開口面が
該ベルト面に近接し、上面に紫外線透過性カラス窓を備
える気密小室を固定し、該小室内へ常時窒素ガスを通じ
て、室内酸素濃度を041%以下に調節した。 さらに、該小室の上方部に紫外線光源として蛍光ケミカ
ルランプ(東芝製FL30SBL)を設置し、気密小室
内におけるベルト表面位置の紫外線強度を前半部10w
/m2後半部を20w/■2に調節し、エンドレスベル
トを10011111/分の定速度で回動させながら、
エンドレスベルトの裏面へ15°Cの冷水を噴射した。 50重槍形アクリルアミド水溶液24.0 Kg、千オ
尿素38.0 g、トリエタノールアミン24.0g及
び脱イオン水5.94 Kgをステンレス製の50文8
ジャケット及び撹拌機付溶解槽へ仕込み、撹拌、溶解さ
せて均一なモノマー水溶液とした。この水溶液のPHは
9,2.温度15℃であった。 1[)られた七ツマー水溶液の全量を、50文8のポリ
エチレン製タンクへ移し、不活性ガスを吹込んで液中の
溶存酸素濃度を0.lPP−以下にまで脱酸素したのち
、定量ポンプを用いて気密小室内の回動エンドレスベル
ト上へ30に87時の速度で定μ的に供給した。同時に
、別に設置した1M容のステンレス製タンクから、重合
開始剤として、ベンゾインインプロピルエーテルの1%
メタノール溶液を上記モノマー水溶液が気密小室内へ入
る直前の位とに設けた静置型ラインミキサーへ120g
/時の速度で定量注入し、モノマー水溶液と重合開始剤
とを均一に混合した後、紫外線照射による重合を行なっ
た。 重合は、七ツマー水溶液が該ベルト上へ供給されてから
30秒以内に始り、約7分後に重合物の表面温度は48
℃の最高温度に達した0重合開始後。 30分で、前記気密小室から排出されたゲル状の含水ポ
リマーは、厚さ約10mmのシート状で、温度17〜1
8℃であった。 得られたポリマーゲルを、連続的にエンドレスベルトか
ら剥がし、互いに噛み合う方向に回転するローラー型カ
ッターの上方から連続的に供給して、 3 X 5
X 10mmの角型に切断した。この角型ポリマーゲル
を、孔径3■腸φのスクリーンをセットした回転刃と固
定刃とからなる竪型切断機に15℃の冷風を通じながら
供給して一回目の粒状化を行なった後、順次、孔径2腸
■φのスクリーンをセットした同様の竪型切断機及び孔
径1s量のスクリーンをセットした同様の竪型切断機に
夫々通して粒径的[1に整粒されたポリマーゲルを得た
。このようにして得られた細粒化ポリマーゲルは、含水
率約57%であった。 直径50cmφ、高さ80cmの円筒型容器の底部に。 上下2枚の正逆回転翼を、側方部に水門式排出口を有す
る撹拌装置を用意した。 上記装置の回転翼を400rp−の速度で回転させなが
ら、上で得た整粒化ポリマーゲルを20Kg/時の速度
で供給し、同時に粒径?41Lm以下の水酸化カルシウ
ム粉末を820g/時の速度で供給し、排出口の開きを
適宜調整して、平均滞留時間2分間の条件で撹拌混合を
行った。 上記撹拌装置から排出されたゲル混合物を、さらに保温
用ジャケットを備えた二軸スクリューコンベアへ連続的
に供給し、約60分間滞留させた。 なお、スクリューコンベアのジャケットには約80℃の
熱水を通じて内容物の加熱を行なった。 得られたゲル混合物は、粘着性及び接着性が全くなく1
粒径約1腸■のバラバラの細粒であった。 このゲル混合物を、バンド型通風乾燥機により、85〜
90℃の熱風で15分間乾燥したところ、含水率8%以
下の粉粒体が得られた。得られた粉粒体の分析値をJ[
料ゲルのそれと対照させて下表−1に示す。 表−1 本([η”:’−:aso3 ) dl/gt准不溶解
分量の測定法 3文官ビーカーに脱イオン水2,500■皇を入れ、2
5±2℃に保って500rpmで撹拌しながら、ポリマ
ー5.0gを継粉が生じないように投入し、モのまま撹
拌を続け、120分後、 100メツシユのステンレス
製金網で濾過して100sjLの脱イオン水で3回水洗
した後、105℃で80分間乾燥した後の金網上の残留
物の重さを試料採取量との比で示す。 裏鳳璽ヱ 実施例1と同じ重合装置を用い、同様にして重合を行っ
た。但し七ツマー水溶液は、以下のように変更し、各成
分を溶解槽に仕込んで調整した。 50%アクリルアミド水溶液 20.92に830%
アクリル酸ソーダ水溶液 5.13Kgチオ尿素
3B。 トリエタノールアミン 24g脱イオン水
3.89Kg重合用エンドレスベル゛
ト上ヘト上供給した七ツマー水溶液(七ツマー濃度40
.0!li量t、pH10,5,15℃)とベンゾイン
イソプロピルエーテルの1%メタノール溶液の量は、夫
々30Kg/時及びtaog/時であった。 紫外線の照射を受けた七ツマー水溶液は、直ちに重合を
始め、約6分後に表面温度が57〜80℃の最高温度に
達した。 得られた厚さ約10mmの層状のポリマーゲルを、実施
例1と同様にして粒径的1msに細粒化した。 実施例1の撹拌混合装置に、含水率58〜57%の細粒
化ポリマーゲルを20Kg/時1粒径が741L−以下
に水酸化カルシウム粉末を800g /時の速度で夫々
同時に供給して撹拌混合し、実施例1と同様に80℃に
加熱したスクリューコンベア内に約60分間滞留させ、
さらに同型のスクリューコンベア内へ連続的に送り込ん
で80℃に加熱して45分間滞留させた後、バンド型通
風蒸発機により、85〜90℃の熱風で15分間乾燥し
、水分JlB、3〜7.7%の粉粒体を得た。 この粉粒体の分析値を、上表−1と同様に下表−2とし
て示す。 表−2 着や接着が殆どないため作業性が良好であり、かつ■加
水分解反応を促進させるための加熱エネルギーを必要と
せず、及び■蒸発除去すべき水分量が少ないので、乾燥
のために必要なエネルギーが経済的であるなど、IM集
剤等として有用な部分加水分解アクリルアミド系ポリマ
ー粉粒体の製造に顕著な改良をもたらしうろことにより
、関i!l!産業界に寄与する。 特許出願人 第一工業製薬株式会社 @加水分解率 アクリル酸ソーダとの共重合により生じるアニオン変成
率(モル%)も、便宜上加水分解率に含めた。 【発明の効果】
Claims (1)
- 1 濃度35〜50重量%のアクリルアミドモノマーを
含有する水溶液を、不活性ガス雰囲気中の無端支持体上
へ薄層状に供給すると共に、該無端支持体の裏面へ液状
冷媒を吹きつけて冷却しながら、紫外線を照射して最高
重合系温度80℃以下で水溶液重合を行ない、厚さ5〜
15mmの層状として得られたアクリルアミド系ポリマ
ーのゲルを、粒径0.5〜2m/mまで細粒化した後、
その中のアクリルアミド系ポリマーの30モル%以下に
対応する化学量論量の水酸化カルシウムの粉末と攪拌混
合し、60〜80℃に30〜120分間保って加水分解
反応を促進させ、次いで80〜100℃熱風を用いて含
水率10%以下まで乾燥することを特徴とする水溶性の
良好な部分加水分解アクリルアミド系ポリマーの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP143889A JPH02180905A (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 部分加水分解アクリルアミド系ポリマーの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP143889A JPH02180905A (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 部分加水分解アクリルアミド系ポリマーの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02180905A true JPH02180905A (ja) | 1990-07-13 |
Family
ID=11501447
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP143889A Pending JPH02180905A (ja) | 1989-01-06 | 1989-01-06 | 部分加水分解アクリルアミド系ポリマーの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02180905A (ja) |
-
1989
- 1989-01-06 JP JP143889A patent/JPH02180905A/ja active Pending
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