JPH05295109A - 高純度2−ピロリドン重合体の製造方法 - Google Patents

高純度2−ピロリドン重合体の製造方法

Info

Publication number
JPH05295109A
JPH05295109A JP13745892A JP13745892A JPH05295109A JP H05295109 A JPH05295109 A JP H05295109A JP 13745892 A JP13745892 A JP 13745892A JP 13745892 A JP13745892 A JP 13745892A JP H05295109 A JPH05295109 A JP H05295109A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pyrrolidone
polymer
pyrrolidone polymer
polymerization
purity
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP13745892A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Nishiyama
昌男 西山
Yoshiyuki Miwa
孔之 三輪
Shoichi Tanaka
章一 田中
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.)
Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries 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 Ube Industries Ltd filed Critical Ube Industries Ltd
Priority to JP13745892A priority Critical patent/JPH05295109A/ja
Publication of JPH05295109A publication Critical patent/JPH05295109A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Polyamides (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱安定性に優れた2−ピロリドン重合体の製
造方法に関する。 【構成】 2−ピロリドンの重合体をpH1〜6の水溶
液で洗浄後、2−ピロリドン重合体を分離、乾燥する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高純度2−ピロリドン
重合体の製造法に関し、さらに詳しくは金属成分の含有
量が少ない熱安定性に優れた高純度2−ピロリドン重合
体の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術及び課題】2−ピロリドンの重合体はナイ
ロン4として知られており、木綿や絹などの天然繊維と
類似した特性を持つことから特に繊維材料として注目さ
れていた。しかし、2−ピロリドン重合体は高温度での
熱安定性が極端に悪く、繊維材料の経済的な製造方法で
ある溶融紡糸法での繊維製造が困難という欠点があっ
た。この欠点の改良を目的に多くの検討が行われた結
果、2−ピロリドン重合体の分子量が高くなるほど熱安
定性が良くなることが分かり、高分子量重合体製造に関
する方法が特公昭47−26678号公報、米国特許3
174951号公報等に開示されている。しかし、高分
子量にするだけでは熱安定性は不十分であった。
【0003】一般に2−ピロリドン重合体は、塩基性重
合触媒及び重合助触媒である炭酸ガスの存在下に2−ピ
ロリドンを重合して製造されるが、この時使用した塩基
性触媒残渣が2−ピロリドン重合体中に不純物として多
量に存在する。この触媒残渣が残存すると2−ピロリド
ン重合体の熱的安定性が悪くなるため、触媒残渣、特に
触媒残渣の構成成分である金属成分を十分に除去しなけ
ればならない。
【0004】2−ピロリドン重合体中の塩基性触媒残渣
を除去する方法として通常多量の水で洗浄する方法が知
られているが、高分子量の2−ピロリドン重合体中から
触媒残渣を除去するのは容易でなく、また完全に除去し
ようとする洗浄回数が多くなり工程上不利である。しか
し、2−ピロリドン重合体から触媒残渣を効率的に除去
する方法に関する提案は見あたらない。
【0005】
【発明が解決しようとしている問題点】本発明の目的
は、触媒残渣が十分に除去され、熱安定性に優れた高純
度で高分子量の2−ピロリドン重合体の製造法を提供す
ることにある。
【0006】
【問題を解決するための手段】本発明の目的である高純
度の2−ピロリドン重合体の製造法を得るため種々検討
した結果、触媒残渣を効率よく除去する方法を見いだし
た。すなわち、本発明の目的は、2−ピロリドンを塩基
性重合触媒、及び重合助触媒である炭酸ガスの存在下で
重合を行い、得られた2−ピロリドン重合体をpH1〜
6の水溶液中で洗浄し、該水溶液から2−ピロリドン重
合体を分離、乾燥することにより達成できる。
【0007】本発明で2−ピロリドン重合体の洗浄に用
いる水溶液のpHは1〜6好ましくは3〜5である。p
Hが1以下では2−ピロリドンの重合体が加水分解され
る恐れがある。またpHが6以上であると2−ピロリド
ンの重合体から触媒残渣の除去するのに長時間を要し、
2−ピロリドン重合体の洗浄の効率が悪くなる。本発明
で洗浄に用いる水溶液のpHの調整は、塩酸、硫酸、燐
酸、ホウ酸などまたはこれらの混合物のような強い鉱
酸、あるいは酢酸、トリフルオロ酢酸、ジクロロ酢酸、
p−トルエンスルホン酸などおよびこれらの混合物のよ
うな強い有機酸を水に添加して行われる。
【0008】本発明で洗浄に使用する水は蒸留水、イオ
ン交換水などであり、洗浄に使用する水の量は2−ピロ
リドン重合体の1〜30容量倍、好ましくは5〜10容
量倍である。1容量倍より少ない場合は洗浄効果が悪
く、30容量倍より多い場合は効果に差異はないが重合
体を分離するのに時間がかかり、また使用する酸の量が
多くなり経済的でない。2−ピロリドン重合体を洗浄す
る酸性水溶液の温度は5〜100℃、好ましくは20〜
80℃である。5℃より低い場合は洗浄効果が悪く、1
00℃より高い場合は2−ピロリドン重合体が加水分解
を受け分子量の低下が起こり好ましくない。
【0009】本発明で使用する塩基性重合触媒としては
ラクタム類のアニオン重合法で一般に用いられる化合物
が使用でき、アルカリ金属例えば、ナトリウム、カリウ
ム、リチウム;アルカリ金属の水酸化物、水素化物、ア
ルコラート、酸化物及び塩、例えば、水酸化カリウム、
水酸化ナトリウム、カリウムメチラート、ナトリウムメ
チラート、ナトリウムピロリドン、カリウムピロリド
ン;塩基性の有機金属化合物、例えばリチウムアルキ
ル、カリウムアルキル、ナトリウムアルキル、アルミニ
ウムアルキルアルカリ金属のアリール、例えばナトリウ
ムフェニル、ナトリウムナフタレン;グリニヤ試薬、例
えばブチルマグネシウムブロマイドなどや化学式(1)
で示される第4級塩基などである。
【0010】
【化1】 (ここでR1,R2及びR3は低級アルキルであり、R
4はアルキル基、アリール基またはアラルキル基であ
る。)
【0011】これらの中では水酸化カリウム、カリウム
メチラート、ナトリウムメチラート、ナトリウムピロリ
ドン、カリウムピロリドンが特に好ましい。水酸化カリ
ウム、カリウムメチラート、ナトリウムメチラートなど
を使用するときは、重合に先立ち過剰の2−ピロリドン
とこれらの化合物を混合し、反応により副生する水やア
ルコール類を除去後、使用することが好ましい。本発明
での塩基性重合触媒の使用量は2−ピロリドン1mol
に対して0.003〜0.3mol、好ましくは0.0
05〜0.2molである。使用量が上記下限より少な
くても上限よりも多くても重合体の分子量が低くなり
(相対粘度が5以下)好ましくない。
【0012】本発明で使用する重合助触媒の炭酸ガスは
純度の高いものが好ましいが、特に重合を阻害しない限
り工業的に入手可能なものを使用できる。炭酸ガスの使
用量は塩基性重合触媒1molに対して0.1〜0.9
mol、好ましくは0.2〜0.6molである。使用
量が上記範囲以外では重合体の分子量が低くなり好まし
くない。
【0013】本発明では炭酸ガスと共に他の公知の重合
開始剤を使用することができる。炭酸ガスと共に使用で
きる他の重合開始剤としてはアセチルピロリドン、アセ
チルカプロラクタム等のラクタム類のアシル化合物、ア
ジポイルビスカプロラクタム等のアシル化合物、無水酢
酸、ベンゼン無水物等の酸無水物、トルエンジイソシア
ネート等の有機イソシアネート、1,6−ヘキサメチレ
ンビスカルバミドカプロラクタム等のカルバミド化合
物、1−(1−ピロリン−2−イル)−2−ピロリド
ン、1−(1−アザシクロヘプター1−エン−2−イ
ル)−2−ピロリドン、6−カプロラクタムー1−(1
−アザシクロペンター1−エン−2−イル)−1−アザ
−2−オキソシクロペンタンやテトラメチルアンモニウ
ムクロライドなどの4級アンモニウム塩などがある。こ
れ等の重合開始剤は炭酸ガスの使用量より少ない量で使
用される。
【0014】本発明の高分子量2−ピロリドンは所定量
の塩基性重合触媒を含有する2−ピロリドンに炭酸ガス
を添加し、100℃以下、好ましくは15〜70℃の温
度で2−ピロリドンを開環重合させることにより得るこ
とができる。100℃以上の温度では重合速度が極端に
遅くなり好ましくない。炭酸ガスの添加は塩基性重合触
媒を含有する2−ピロリドンへ炭酸ガスを150℃以
下、好ましくは15〜100℃の温度範囲で吹き込むこ
とにより実施できる。
【0015】また、前記重合組成物の20重量%以内で
あればγ−ブチロラクトン、α−ピペリドン、ε−カプ
ロラクタム、ラウロラクタムなどと共重合させても良
い。重合操作としては、バッチ法、連続法、これらの中
間的方法などが適用でき、重合反応方式としては塊状重
合法やテトラヒドロフラン、ジオキサン、ヘキサン、ト
ルエン、キシレン、ジメチルホルムアミド、N−メチル
ピロリドン等の溶剤を使用した懸濁重合法、溶液重合
法、乳化重合法などの方法も利用できる。以下に本発明
を実施例により具体的に説明する。
【0016】
【実施例】
−具体的な2−ピロリドンの重合方法− 減圧装置のついたフラスコに精製した実質的に無水の2
−ピロリドン220g(2.58mol)を入れ、65
℃に加熱した後、純度85%の水酸化カリウム15.5
2g(水酸化カリウム換算で0.235mol)を加え
115℃に昇温した。その後このフラスコ内を減圧(1
15℃、5mmHg以下)し、副生する水と2−ピロリ
ドンの混合物24gを留去し、2−ピロリドン1mol
に対してカリウムピロリドン0.1molを含有する2
−ピロリドン液を作った。この系内に乾燥窒素を導入し
て常圧とし、液の温度を25℃に下げた後、炭酸ガス
3.3g(0.075mol、塩基性重合触媒カリウム
ピロリドン1molに対して0.32mol)を導入
し、引き続き窒素ガス雰囲気下、40℃で24時間重合
した。尚、得られた2−ピロリドン重合体の分子量の尺
度である相対粘度(ηγ)の測定、2−ピロリドン重合
体中の含有金属成分量の測定、および2−ピロリドン重
合体の加熱減少率測定は下記の方法で行った。
【0017】1.ηγ(相対粘度)の測定 乾燥した2−ピロリドン重合体0.5gをm−クレゾー
ル100ccに室温で完全に溶解した後、オストワルド
粘度計を用い、30℃の温度で流下時間(単位秒)を測
定し、以下の式で計算される値。
【0018】2.含有金属成分量の測定 2−ピロリドン重合体中の含有金属成分量は2−ピロリ
ドン重合体を硫酸、硝酸で分解処理した焼却したものを
ICP(日本ジャーレルアッシュ社製、形式ICAP−
575)測定の定量法により求めた。
【0019】3.加熱減少率測定 2−ピロリドン重合体の加熱減少率はTGA(セイコー
電子工業社製、SSC−560G)を用い2−ピロリド
ン重合体を窒素雰囲気下10℃/minで昇温した際、
各温度に到達した時点の2−ピロリドン重合体重量減少
量(g)を重量減少前の重量(g)で割った値に100
を掛けて求めた。
【0020】実施例1〜3 前記2−ピロリドン重合法によって得られた重合物を粉
砕し、この粉砕物100gと水700mlを1500m
lの攪拌槽に入れ、表−1に示す酸、洗浄水のpH、洗
浄回数、洗浄時間で重合体を洗浄した。次いでこの混合
溶液を濾過、分離して得た2−ピロリドン重合体をさら
に700mlの水で洗浄した後、70℃で24時間減圧
乾燥した。2−ピロリドン重合体中の金属成分の含有量
を表−1に、加熱減少率の結果を表−2に示した。
【0021】実施例4〜6 前記2−ピロリドン重合法で重合物を得る際に、水酸化
カリウムの代わりに水酸化ナトリウムを使用して得た2
−ピロリドン重合体を用いて、表−1に示す条件で洗浄
した以外は実施例1と同様に行った。結果を表1,表2
に示した。
【0022】比較例1〜3 酸を使用しなかった以外は表−1に示す条件で実施例1
と同様に行った。結果を表1,2に示した。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】
【発明の効果】2−ピロリドンを塩基性重合触媒及び重
合助触媒炭酸ガスの作用により重合して得られた2−ピ
ロリドン重合体を、pH1〜6の水溶液で洗浄すること
によって容易に熱安定性に優れた高純度で高分子量の2
−ピロリドン重合体が製造できる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2−ピロリドンを塩基性重合触媒及び重
    合助触媒である炭酸ガスの存在下で重合を行い、得られ
    た2−ピロリドンの重合体をpH1〜6の水溶液で洗浄
    し該水溶液から2−ピロリドン重合体を分離、乾燥する
    ことを特徴とする高純度2−ピロリドン重合体の製造方
    法。
JP13745892A 1992-04-14 1992-04-14 高純度2−ピロリドン重合体の製造方法 Pending JPH05295109A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13745892A JPH05295109A (ja) 1992-04-14 1992-04-14 高純度2−ピロリドン重合体の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13745892A JPH05295109A (ja) 1992-04-14 1992-04-14 高純度2−ピロリドン重合体の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05295109A true JPH05295109A (ja) 1993-11-09

Family

ID=15199080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13745892A Pending JPH05295109A (ja) 1992-04-14 1992-04-14 高純度2−ピロリドン重合体の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05295109A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012214496A (ja) * 2012-07-20 2012-11-08 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology バイオマスからの2−ピロリドン乃至ポリアミド4、n−メチル−2−ピロリドン、ポリビニルピロリドンの合成方法
JP2013108098A (ja) * 2013-03-11 2013-06-06 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 分岐構造を導入したポリアミド4共重合体及びその製造方法
JP2017500436A (ja) * 2013-12-03 2017-01-05 ジーエス カルテックス コーポレイション ポリアミド樹脂の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012214496A (ja) * 2012-07-20 2012-11-08 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology バイオマスからの2−ピロリドン乃至ポリアミド4、n−メチル−2−ピロリドン、ポリビニルピロリドンの合成方法
JP2013108098A (ja) * 2013-03-11 2013-06-06 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 分岐構造を導入したポリアミド4共重合体及びその製造方法
JP2017500436A (ja) * 2013-12-03 2017-01-05 ジーエス カルテックス コーポレイション ポリアミド樹脂の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3060153A (en) Activators for the polymerization of 2-pyrrolidone
US3681293A (en) Continuous polymerization of 2-pyrrolidone with carbon dioxide as activator
US3699085A (en) Preparation of p-benzamide polymers and intermediates thereof
JPH05295109A (ja) 高純度2−ピロリドン重合体の製造方法
Tani et al. Polymerization of five‐, six‐, and seven‐membered ring lactams by using metallic potassium or metallic aluminum alkylate as catalyst and certain N‐acyl lactams or diphenyl ketene as initiator
US3210324A (en) Benzenephosphorus dichloride and benzenephosphorus oxydichloride as activators for the polymerization of pyrrolidone
US3682869A (en) Process for the polymerization of 2-pyrrolidone with carbon dioxide as activator
JP2874738B2 (ja) 2−ピロリドン重合体の製法
KR20170045890A (ko) 폴리아마이드의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 폴리아마이드
JPH05295108A (ja) 高純度2−ピロリドン重合体の製造方法
JP2874740B2 (ja) 粉末状2−ピロリドン重合体の製法
US5399662A (en) Strong non-ionic base catalyzed ring opening polymerization of lactams
US3935171A (en) Process for the anionic polymerization of pyrrolidone
JP2914537B2 (ja) 2−ピロリドン重合体の製法
US4214065A (en) Reinforced polylactams
JP2874739B2 (ja) 2−ピロリドン重合体の製法
US4075182A (en) Process for the preparation of a catalyst containing pyrrolidone composition
US3681296A (en) Polymerization of 2-pyrrolidone using azetidinone co-activators and carbon dioxide as activator
US3719642A (en) Intermediates for p-benzamide polymers
US4145519A (en) Catalyst for the polymerization of 2-pyrrolidone from alkali metal
JP3011299B2 (ja) 2−ピロリドンの精製方法
US3890280A (en) Polymerization of 2-pyrrolidone with alkali metal bicarbonate as catalyst
US4100145A (en) Polymerization of 2-pyrrolidone with catalyst prepared from the reaction product of CO2 and anhydrous potassium pyrrolidonate
US4125523A (en) Catalyst for polymerization of 2-pyrrolidone
US3681295A (en) Polymerization of 2-pyrrolidone using n-acyl compounds as co-activators with carbon dioxide as activator