JPH0539308A - 重合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 重合反応器の内壁を一方の電極とし、重合反
応器内の液体媒質中に他方の電極を配置し、一方若しく
は双方の電極に電気絶縁体で被覆したものを用い、両電
極間に絶縁破壊の生じない直流電圧を印加してコンデン
サー回路を形成した状態で乳化重合または懸濁重合を行
う。 【効果】 重合反応時における反応器の内壁へのスケー
ルの付着が大幅に抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、重合反応器の内壁への
スケール等の付着防止を可能にする重合方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】高分子重合体は、乳化重合法、懸濁重合
法等の各種重合法により工業的に製造されている。乳化
重合法や懸濁重合法の一つの問題点として、重合反応器
の内壁への生成重合体の付着物の形成がある。この様な
付着物の形成は、重合体収率、重合熱除去能力が低下す
るという不利益のみならず、剥離した付着物（スケー
ル）の製品重合体中への混入により、フィッシュアイ等
種々の製品欠陥が発生する原因となる。また、この付着
物を除去するために過大な労力と時間を要し、生産性低
下を来たすのみならず、近年においては付着物の除去作
業は３Ｋ作業の１つとみなされ、これら重合法を用いる
生産方式自体の存立が危ぶまれる状況にある。

【０００３】従って、乳化重合法、懸濁重合法に依る高
分子重合体の製造に際して、重合反応器内の付着物を減
少させ、あるいはこれを防止する研究が絶えず行われて
きた。従来の防止法としては、極性化合物を、重合反応
器内壁に塗布又は水性媒体中に添加する方法（特公昭４
５−３０３４３号公報）、染料及び／又は顔料を塗布す
る方法（特公昭４５−３０８３５号公報）、水酸化マグ
ネシウムを反応分散液に添加する方法（オランダ特許６
９１４０５９）、あるいは過マンガン酸、クロム酸、重
クロム酸等の無機酸化剤を添加する方法（特公昭４６−
２０８２１号公報）等が提案されている。しかし、これ
らの方法はスケール防止効果が不満足であったり、薬剤
の塗布や製品の乾燥方法が極めて煩雑で長時間を要し、
工業的な実施が困難であったり、添加物の製品中への混
入により、着色、物性低下等が生じたり、あるいは、水
性媒体中の添加物が工場排水中に流出するため、公害の
問題を発生したりするという種々の欠点を有していた。
他方、乳化重合、懸濁重合において、金属性重合反応器
内壁と重合系液体媒質中の不溶性電極間に、外部電源に
より電気回路を形成させた状態で重合を行う方法（特開
昭４８−６９８８６号公報）が提案されているが、この
方法は水性媒体の電気分解による水素と酸素が爆発混合
気を形成するため、極めて危険であつた。従って、本発
明者らは、重合反応器内部、特に重合機内部壁面、攪拌
機、バッフルプレートなどへのスケール付着を防止する
方法、特に容易に工業化可能な方法に関して鋭意研究を
重ねた結果、本発明に到達した。

【０００４】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の重合
方法は、重合反応器内で重合性単量体を乳化重合または
懸濁重合するに際して、重合反応器の内壁及び攪拌翼等
の反応器内配設物の金属部分を一方の電極とし、重合反
応器内の液体媒質中に配置した少なくとも１個の不溶性
導電体を他方の電極とし、これら電極のいずれか一方若
しくは双方を電気絶縁材で被覆されたものを用い、重合
反応器内の液体媒質及び被覆電気絶縁体を複合誘電体と
し、両電極間に絶縁破壊電圧未満の直流電圧を印加して
コンデンサー回路を生成させた状態で重合を実施するこ
とを特徴とする。

【０００５】

【作用】本発明の重合方法は、重合反応器の液体媒質中
に電極を配置し、この電極と重合反応器の内壁等で構成
されるもう一方の電極との間に直流電圧を印加し、コン
デンサー回路を生成せしめた状態、すなわち電場の中に
置かれた複合誘電体である重合反応器中の液体媒質及び
一方若しくは双方の電極の被覆電気絶縁材の各界面に電
気分極現象をけん起させた状態で重合を行う方法であ
る。

【０００６】本発明の方法においては、重合反応器の内
壁および攪拌翼等の重合反応器内配設物から構成される
一方の電極または重合反応器内の液体媒質中に配置した
他方の電極のいずれか一方又は双方の電極に、電気絶縁
材で被覆されたものを使用する。例えば重合反応容器の
内壁がグラスライニングされたものであれば、攪拌機や
バッフルプレート等の金属製の重合反応容器内配設物に
も電気絶縁材料で被覆されたものを使用し、液体媒質中
の配置電極については電気絶縁材で被覆されていないも
のを使用する。逆に液体媒質中の配置電極に電気絶縁材
で被覆されたものを使用した場合には、重合反応器内壁
等については電気絶縁材で被覆されていないものを使用
する等である。

【０００７】本発明において使用される不溶性電極と
は、塩類水溶液を電気分解する際に陽極として使用した
時に金属イオンを溶出しないし、かつそれ自体陽極酸化
状態において著しい変化をしない電極を意味する。この
ような不溶性電極としては、例えば炭素、チタン、白
金、金、又は鉄、クロム、亜鉛等の金属にチタン、白
金、金等をメッキしたもの等公知のいわゆる不溶性電極
が包含される。これらの不溶性電極の形状、大きさ、
数、重合装置に配置する位置は、重合系の攪拌効果、電
界の強度、重合反応器本体の大きさ、重合処法等により
任意に選択することができる。不溶性電極の形状は、円
柱、角柱、平板、角板、格子あるいはラセン状であって
よい。

【０００８】本発明において使用される、電気絶縁材と
しては、ガラス、セラミック等の無機質材料のみならず
ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエ
チレンテレフタレート等の有機高分子材料を使用するこ
ともできる。

【０００９】電極を覆う電気絶縁材料の厚みとしては、
被覆の不完全性によって絶縁破壊が生じない程度の厚み
を有していればよく、通常は０．０１mm以上とされる。
一方、被覆層の厚みが厚過ぎる場合には、電気分極現象
を発生させるのに必要な電圧が大きくなるので、電気絶
縁材料の誘電率によっても影響されるが５mm以下の厚み
とするのがよい。

【００１０】本発明の方法が適用される重合方法は、乳
化重合や懸濁重合のように水性媒体中で重合性単量体の
重合を行う方法である。

【００１１】好適な重合性単量体としては、エチレン、
プロピレン、ブタジエン、クロロプレンなどのオレフィ
ン類；塩化ビニルなどのハロゲン化ビニル；塩化ビニリ
デンなどのハロゲン化ビニリデン；酢酸ビニルなどのビ
ニルエステル；スチレン等の芳香族ビニル；アクリロニ
トリルなどのニトリル；（メタ）アクリル酸およびそれ
らのエステル類；マレイン酸、クロトン酸などの不飽和
カルボン酸が例示される。また、これらの重合に使用さ
れる分散剤としては、ポリビニルアルコール、水溶性セ
ルロース誘導体、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリド
ン、酢酸ビニル−無水マレイン酸共重合体、ビニルピロ
リドン−酢酸ビニル共重合体、ゼラチン、澱粉、あるい
はアルキルベンゼンスルホン酸ソーダ、アルキル硫酸ソ
ーダ、ジアルキルスルホコハク酸ソーダ等の各種アニオ
ン性、非イオン性若しくはカチオン性の界面活性剤；タ
ルク、ベントナイト、硫酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム等が用いられる。また、重合触媒としては、ラウロイ
ルパーオキシドのようなアシルパーオキシド、ｔ−ブチ
ルパーオキシピパレートのような有機酸のパーオキシエ
ステル、アゾビスイソブチロニトリルのようなアゾ化合
物、ジイソプロピルパーオキシジカーボネートのような
パーオキシジカーボネート等の油溶性触媒、過硫酸カリ
ウム等の水溶性触媒、あるいは、酸化成分としての過硫
酸と還元成分としての亜硫酸等からなるレドックス触媒
等が用いられる。

【００１２】本発明において加えられる直流電圧は、不
溶性電極の形状、大きさ、種類、重合装置本体の大き
さ、液体媒質および被覆電気絶縁体の誘電率等によって
も左右され、一律には規定できないが、少なくとも両電
極間に絶縁破壊が生じない範囲の電圧であり、通常１０
０〜５０００Ｖ程度の電圧が加えられる。

【００１３】

【発明の効果】本発明の重合方法により、重合反応器の
内壁や攪拌機等へのスケール等の付着を殆どなくすこと
が可能になった。

【００１４】

【実施例】

実施例１ 厚さ２mmのポリエステル樹脂でライニングされた内壁及
び攪拌機を有する５０ｌの鉄製オートクレーブ中に下記
成分を添加した。

【００１５】

【表１】 重合反応容器中には陰極として白金電極を有し、容器壁
金属部に陽極を接続した。重合反応中は３００Ｖの電圧
を印加しつつ、折曲圧力５kg／cm² Ｇ、温度５８℃にて
７時間重合を行った。重合終了後冷却しオートクレーブ
の圧力を開放し、重合物を排出した後オートクレーブの
上蓋を開いた。重合反応器内壁面及び攪拌機には一切重
合付着物は見られなかった。また同様の重合操作を１０
回繰返した後も、オートクレーブ内の付着物は皆無であ
った。 比較例 外部電源による電圧を印加しなかったことを除いては、
実施例１と全く同様にして重合を行った。

【００１６】第１回目の重合反応の後にはオートクレー
ブ内面にはわずかに白色不透明の付着物が生成されてい
た。内部の内清浄化を行うことなく、１０回上記の重合
反応を繰返したところ、オートクレーブ内壁面全体に１
mm厚以上の白色付着物が形成されており、内壁の気液界
面及び攪拌羽根取付中心部は特に付着量が大であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の重合方法の一実施態様例を示す模式図
である。

【図２】本発明の重合方法の他の実施態様例を示す模式
図である。

【符号の説明】

１ 重合反応器本体 ２ 被覆電気絶縁体 ３ 外部電極 ４ 不溶性電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重合反応器内で重合性単量体を乳化重合
   または懸濁重合するに際して、重合反応器の内壁及び攪
   拌翼等の反応器内配設物の金属部分を一方の電極とし、
   重合反応器内の液体媒質中に配置した少なくとも１個の
   不溶性導電体を他方の電極とし、これら電極のいずれか
   一方若しくは双方に電気絶縁材で被覆されたものを用
   い、重合反応器内の液体媒質及び被覆電気絶縁体を複合
   誘電体とし、両電極間に絶縁破壊電圧未満の直流電圧を
   印加してコンデンサー回路を生成させた状態で重合を実
   施することを特徴とする重合方法。