JPH0610259B2 - High molecular weight acrylamide unit-containing β-alanine copolymer and method for producing the same - Google Patents
High molecular weight acrylamide unit-containing β-alanine copolymer and method for producing the sameInfo
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- C08L33/24—Homopolymers or copolymers of amides or imides
- C08L33/26—Homopolymers or copolymers of acrylamide or methacrylamide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高分子量アクリルアミド単位含有β−アラニン
共重合体及びその製造方法に関するものである。さらに
詳しくいえば、本発明は、ポリマー添加剤、フイルムや
シートなどの成形材料、塗料、接着剤、コーティング
剤、印刷インキ、紙加工剤、土壌改良剤、繊維処理剤な
どの用途に有用な、熱安定性のよい高重合度のアクリル
アミド単位含有β−アラニン共重合体及びその製造方法
に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a β-alanine copolymer containing a high molecular weight acrylamide unit and a method for producing the same. More specifically, the present invention is useful for applications such as polymer additives, molding materials such as films and sheets, paints, adhesives, coating agents, printing inks, paper processing agents, soil conditioners, and fiber treatment agents. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a β-alanine copolymer having a high degree of polymerization and having a high degree of thermal stability and containing an acrylamide unit, and a method for producing the same.
従来の技術 アクリルアミドの水素転移重合によるポリ−β−アラニ
ンの製造方法に関しては、1957年に初めて報告されて以
来[「ジャーナル・オブ・アメリカンケミカルソサエテ
イ(J.Am.Chem.Soc.)」第79巻、第3760ページ(1957
年)]、数多くの報告がなされている。Prior Art Regarding the method for producing poly-β-alanine by hydrogen transfer polymerization of acrylamide, since it was first reported in 1957, "Journal of American Chemical Society (J. Am. Chem. Soc.)" Volume 79, page 3760 (1957
Years)], and many reports have been made.
このアクリルアミドの水素転移重合は、通常触媒として
アクリルアミド1モル当り1/10〜1/100モルのアル
カリ金属アルコラートを用い、トルエン、キシレン、ク
ロロベンゼン、ピリジンなどの溶媒中、ラジカル重合禁
止剤としてN−フェニル−β−ナフチルアミンなどの存
在下、80〜140℃の温度に加熱して行われる。The hydrogen transfer polymerization of acrylamide usually uses 1/10 to 1/100 mol of alkali metal alcoholate per 1 mol of acrylamide as a catalyst and N-phenyl as a radical polymerization inhibitor in a solvent such as toluene, xylene, chlorobenzene or pyridine. It is carried out by heating to a temperature of 80 to 140 ° C in the presence of -β-naphthylamine and the like.
しかし、このような方法で得られるポリマーは、完全に
水素転移重合物のみでなく、アクリルアミドのビニル重
合物も含まれている[高分子化学、第20巻、第364ペー
ジ(1963年)]。したがって、通常のアクリルアミドの
水素転移重合では、 から構成されるポリマーが生成し、この共重合体のう
ち、水素転移重合の部分とビニル重合の部分の割合は、
使用する触媒の種類や量、反応条件などによって左右さ
れる。However, the polymer obtained by such a method includes not only a hydrogen transfer polymer but also a vinyl polymer of acrylamide [Polymer Chemistry, Volume 20, p. 364 (1963)]. Therefore, in the usual hydrogen transfer polymerization of acrylamide, A polymer composed of is produced, and in this copolymer, the ratio of the hydrogen transfer polymerization portion and the vinyl polymerization portion is
It depends on the type and amount of catalyst used, reaction conditions, and the like.
例えばアクリルアミドに対する触媒量が少なくなると、
水素転移型の割合が少なく、ビニル重合型の割合が多く
なる傾向がある。また、触媒量がアクリルアミド1モル
に対して、1/100モル以下になると重合反応が進みに
くくなり、ポリマーの収率が低下することも知られてい
る。例えば、触媒としてナトリウムブトキシドを用い、
触媒量をアクリルアミド1モルに対して1/200モルで
反応すると、ポリマー収率が0〜5%であることが報告
されている[「プリテン・ケミカル・ソサエテイ・ジヤ
パン」第33巻、第906ページ(1960年)]。For example, when the amount of catalyst for acrylamide decreases,
The proportion of hydrogen transfer type tends to be low, and the proportion of vinyl polymerization type tends to increase. It is also known that when the amount of the catalyst is 1/100 mol or less with respect to 1 mol of acrylamide, the polymerization reaction is difficult to proceed and the yield of the polymer is reduced. For example, using sodium butoxide as a catalyst,
It has been reported that the polymer yield is 0 to 5% when the amount of the catalyst is reacted at 1/200 mol with respect to 1 mol of acrylamide ["Priten Chemical Society, Japan," Vol. 33, p. 906]. (1960)].
そのほか、有機溶媒中で、重合触媒としてアクリルアミ
ド1モルに対して約1/30モルのカルシウムエチラート
を用いてアクリルアミドを重合し、ポリ−β−アラニン
を製造する方法も提案されているが(特公昭38-26791号
公報)、この方法により得られた重合体は還元粘度が1.
0以下で低重合物である。In addition, a method of producing poly-β-alanine by polymerizing acrylamide in an organic solvent using about 1/30 mol of calcium ethylate per 1 mol of acrylamide as a polymerization catalyst has been proposed (special feature JP-B-38-26791), the polymer obtained by this method has a reduced viscosity of 1.
When it is 0 or less, it is a low polymer.
また、本発明者らは、先に、触媒として炭素数3以上の
カルシウムアルコラートを用い、アクリルアミドを水素
転移重合することにより、ポリ−β−アラニンを製造す
る方法を見出し、提案した(特開昭59−213722号公
報)。しかしながら、この方法においては、高重合度の
ポリ−β−アラニンが得られるが、触媒として用いるカ
ルシウムアルコラートの量が、アクリルアミド1モル当
り、0.02モル以上でと多いため、得られた重合体中に多
量のアルカリ土類金属(カルシウム)が残存し、しかも
重合体中の第一級アミド基の量も少ないという点で必ず
しも十分に満足しうる方法とはいえなかった。Further, the present inventors have previously found and proposed a method for producing poly-β-alanine by hydrogen transfer polymerization of acrylamide using a calcium alcoholate having 3 or more carbon atoms as a catalyst (Japanese Patent Application Laid-Open No. S60-18753). 59-213722 publication). However, in this method, poly-β-alanine having a high degree of polymerization can be obtained, but the amount of calcium alcoholate used as a catalyst is as large as 0.02 mol or more per mol of acrylamide. It was not always a satisfactory method in that a large amount of alkaline earth metal (calcium) remained and the amount of primary amide groups in the polymer was small.
このように、従来の方法においては、アクリルアミドを
重合して、ポリ−β−アラニン重合体を製造する際に、
前記したように触媒をアクリルアミド1モルに対して、
1/10〜1/100モル程度と極めて大量に使用するため
に、得られた生成物中に触媒から由来するアルカリ金属
やアルカリ土類金属が多量に残存し、これらの金属が重
合体に結合又は配位しているので、通常の洗浄操作では
除去することができないし、イオン交換処理などの特殊
な方法によっても完全に該金属を除去することは困難で
あるという欠点がある。Thus, in the conventional method, when polymerizing acrylamide to produce a poly-β-alanine polymer,
As described above, the catalyst is added to 1 mol of acrylamide,
Since it is used in an extremely large amount of about 1/10 to 1/100 mol, a large amount of alkali metal or alkaline earth metal derived from the catalyst remains in the obtained product, and these metals bind to the polymer. Alternatively, since it is coordinated, it cannot be removed by a normal washing operation, and it is difficult to completely remove the metal by a special method such as ion exchange treatment.
発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、第一級アミド基含有量が高く、かつ金
属含量が少なく、ポリアセタールに配合したときに優れ
た熱安定性を与える高分子量のアクリルアミド単位含有
β−アラニン共重合体を提供することにある。Problems to be Solved by the Invention An object of the present invention is to contain a high molecular weight acrylamide unit containing β having a high primary amide group content and a low metal content and giving excellent thermal stability when blended with a polyacetal. -To provide an alanine copolymer.
問題点を解決するための手段 本発明者らは、第一級アミド基含有量が多く、かつ高分
子量のアクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体を
開発するために鋭意研究を重ねた結果、触媒としてアル
カリ土類金属アルコラートを用い、原料アクリルアミド
や溶媒を高度に精製し、かつ重合操作を工夫することに
より、該触媒の使用量が従来の方法に比べて大幅に少な
くても重合反応が円滑に進行し、かつ生成した重合体が
優れた物性を有することを見出し、この知見に基づいて
本発明を完成するに至った。Means for Solving the Problems The present inventors have conducted extensive studies to develop a β-alanine copolymer having a high primary amide group content and a high molecular weight acrylamide unit. Alkaline earth metal alcoholate is used as a raw material, the raw material acrylamide and the solvent are highly purified, and by devising the polymerization operation, the polymerization reaction is smoothly performed even when the amount of the catalyst used is much smaller than in the conventional method. It was found that the polymer progressed and had excellent physical properties, and the present invention was completed based on this finding.
すなわち、本発明は、式 で示される構成単位(I)と、式 で示される構成単位(II)を有し、構成単位(II)の第
一級アミド基の含有量が重合体1g当り、4.9〜7.0ミリ
モルであり、かつ還元粘度(ηsp/c)が少なくとも
2dl/gであることを特徴とする高分子量アクリルアミ
ド単位含有β−アラニン共重合体を提供することを目的
としてなされたものである。That is, the present invention has the formula A structural unit (I) represented by Of the structural unit (II), the content of the primary amide group in the structural unit (II) is 4.9 to 7.0 mmol per 1 g of the polymer, and the reduced viscosity (η sp / c) is at least It was made for the purpose of providing a β-alanine copolymer containing a high molecular weight acrylamide unit, which is characterized in that it is 2 dl / g.
この高分子量アクリルアミド単位含有β−アラニン共重
合体は、例えばアクリルアミドを、その1モルに対し1
/5000〜1/20000モルのアルカリ土類金属アルコラー
ト触媒を用い、かつ不純物が除かれた反応系で重合させ
ることによって製造することができる。This β-alanine copolymer containing a high molecular weight acrylamide unit contains, for example, acrylamide in an amount of 1 / mol.
It can be produced by using / 5000 to 1/20000 mol of an alkaline earth metal alcoholate catalyst and polymerizing in a reaction system free from impurities.
以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明のアクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体
は、主要な構成単位として、式 で示される構成単位と、式 で示される構成単位とを有しており、前記式(II)で示
される構成単位中の第一級アミド基の含有量が、該重合
体1g当り、4.9〜7.0ミリモルの範囲にある重合体であ
る。また、本発明のアクリルアミド単位含有β−アラニ
ン共重合体は、ギ酸可溶性のものから、ギ酸不溶性のも
のまで、広い範囲の分子量を有しており、その還元粘度
(ηsp/c)は2dl/g以上である。このように本発明のア
クリルアミド単位含有β−アラニン共重合体は、第一級
アミド基の含有量が多いこと、還元粘度が2以上と大き
いことが、従来のポリ−β−アラニンと著しく異なって
いる点である。The β-alanine copolymer containing an acrylamide unit of the present invention has a main structural unit of the formula: And the formula unit A polymer having a structural unit represented by the formula (II) and the content of the primary amide group in the structural unit represented by the formula (II) is in the range of 4.9 to 7.0 mmol per 1 g of the polymer. Is. Further, the acrylamide unit-containing β-alanine copolymer of the present invention has a wide range of molecular weights from formic acid soluble to formic acid insoluble, and its reduced viscosity (η sp / c) is 2 dl / g or more. As described above, the acrylamide unit-containing β-alanine copolymer of the present invention is significantly different from the conventional poly-β-alanine in that the content of primary amide groups is large and the reduced viscosity is as large as 2 or more. That is the point.
本発明においては、触媒としてアルカリ土類金属アルコ
ラートが用いられる。このアルカリ土類金属アルコラー
トとしては、例えばカルシウムメチラート、カルシウム
エチラート、カルシウム−n−プロピラート、ストロン
チウムエチラート、バリウムエチラート、マグネシウム
エチラートなどを挙げることができる。これらの触媒
は、アクリルアミド1モルに対して、1/5000〜1/20
000の範囲内で用いることが必要である。In the present invention, an alkaline earth metal alcoholate is used as a catalyst. Examples of the alkaline earth metal alcoholate include calcium methylate, calcium ethylate, calcium-n-propylate, strontium ethylate, barium ethylate and magnesium ethylate. These catalysts are 1/5000 to 1/20 for 1 mol of acrylamide.
It is necessary to use within the range of 000.
一般に、アクリルアミドに対する触媒量が減少すると、
重合体中の水素転移重合物が減少し、その結果、第一級
アミド基の含有割合が増大する。一方、アクリルアミド
に対する触媒量が増大すると、水素転移重合で形成され
る、構成単位(I) の含有割合が増大し、第一級アミド基を有する構成単位
(II) の含有割合が減少する。したがって、第一級アミド基の
含有量が、その1g当り4.9〜7.0ミリモルの範囲にある
アクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体を得るた
めには、触媒量はアクリルアミド1モルに対して、1/
5000〜1/20000の範囲で選ぶことが必要である。ま
た、触媒量が1/5000モルを超えると、得られる重合体
を、例えばポリアセタール樹脂の熱安定剤として用いる
場合、熱安定効果が十分に発揮されない。一方、この量
が1/20000モル未満になると重合反応が進行しにく
く、収率が低下するとともに、生成する重合体中の第一
級アミド基の含有量が多くなりすぎて、この重合体をポ
リアセタール樹脂の熱安定剤として用いる場合、熱安定
効果が十分に発揮されない。Generally, when the amount of catalyst for acrylamide decreases,
The hydrogen transfer polymer in the polymer is reduced, and as a result, the content ratio of the primary amide group is increased. On the other hand, when the amount of the catalyst for acrylamide increases, the structural unit (I) formed by hydrogen transfer polymerization Of the structural unit (II) having a primary amide group with an increased content of The content ratio of is reduced. Therefore, in order to obtain a acrylamide unit-containing β-alanine copolymer having a primary amide group content of 4.9 to 7.0 mmol per gram thereof, the catalyst amount is 1 / mole of acrylamide.
It is necessary to select in the range of 5000 to 1/20000. On the other hand, when the amount of the catalyst exceeds 1/5000 mol, when the obtained polymer is used as a heat stabilizer for polyacetal resin, the heat stabilizing effect is not sufficiently exhibited. On the other hand, when this amount is less than 1 / 20,000 mol, the polymerization reaction is difficult to proceed, the yield is reduced, and the content of primary amide groups in the resulting polymer is too large. When used as a heat stabilizer for a polyacetal resin, the heat stabilizing effect is not sufficiently exhibited.
本発明における重合反応は、溶媒の不存在下で行っても
よいし、溶媒の存在下行ってもよい。溶媒としては、例
えばキシレン、トルエン、o−ジクロロベンゼンなどを
用いることができる。The polymerization reaction in the present invention may be carried out in the absence of a solvent or in the presence of a solvent. As the solvent, for example, xylene, toluene, o-dichlorobenzene or the like can be used.
この重合反応においては、反応系中の水分、酸素その他
の不純物をできるだけ少なくすることが好ましい。した
がって、溶剤や原料のアクリルアミド中の水分はあらか
じめ除去しておくことが有利である。溶剤中の水分は、
例えば脱水剤を用いるか、共沸蒸留により除去すること
ができる。一方、アクリルアミド中の水分は、例えば40
〜60℃の範囲の温度に保持されたアクリルアミド中に、
脱湿空気を10〜24時間程度導入するか、又は40〜100ト
ールの真空下において、アクリルアミドを40〜60℃の範
囲の温度に5〜10時間程度保持することにより、除去す
ることができる。In this polymerization reaction, it is preferable to minimize water, oxygen and other impurities in the reaction system. Therefore, it is advantageous to remove water in the solvent or the raw material acrylamide in advance. The water content in the solvent is
For example, it can be removed by using a dehydrating agent or by azeotropic distillation. On the other hand, the water content in acrylamide is, for example, 40
In acrylamide held at a temperature in the range of ~ 60 ° C,
It can be removed by introducing dehumidified air for about 10 to 24 hours or by keeping acrylamide at a temperature in the range of 40 to 60 ° C. for about 5 to 10 hours under a vacuum of 40 to 100 Torr.
また、この重合反応は、酸素の不存在下で行うのが好ま
しいので、通常酸素が除去されたアクリルアミド及び溶
剤を用い、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で
行われる。アクリルアミド及び溶剤中の酸素を除去する
には、例えば減圧にしたのち、窒素置換するか、又は窒
素ガスをパージする方法などが用いられる。Since this polymerization reaction is preferably carried out in the absence of oxygen, it is usually carried out in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon using acrylamide and a solvent from which oxygen has been removed. To remove acrylamide and oxygen in the solvent, for example, a method of depressurizing and then substituting with nitrogen or purging with nitrogen gas is used.
さらに、重合系内に不純物が存在すると、所望のβ−ア
ラニン単位含有ポリアクリルアミドが得られないので、
不純物は可能な限り、系内より除去することが必要であ
る。また、用いる触媒は、水分や酸素による劣化を防ぐ
ために、窒素ガス雰囲気下で保存することが望ましい。
本発明においては、従来のポリ−β−アラニン重合体の
製造において用いられていたラジカル重合禁止剤、例え
ばナフチルアミンなどは用いない方がよい。これは該重
合禁止剤が、前記不純物と同様に触媒を被毒し、所望の
重合体の生成を阻害するからである。Furthermore, if impurities are present in the polymerization system, the desired β-alanine unit-containing polyacrylamide cannot be obtained.
It is necessary to remove impurities from the system as much as possible. The catalyst used is preferably stored under a nitrogen gas atmosphere in order to prevent deterioration due to moisture or oxygen.
In the present invention, it is preferable not to use the radical polymerization inhibitor used in the conventional production of poly-β-alanine polymer, such as naphthylamine. This is because the polymerization inhibitor poisons the catalyst in the same manner as the impurities, and inhibits the formation of the desired polymer.
本発明においては、反応温度は通常70〜150℃好ましく
は80〜140℃の範囲で選ばれる。反応温度が70℃未満で
は反応速度が遅すぎて実用的でない。In the present invention, the reaction temperature is usually selected in the range of 70 to 150 ° C, preferably 80 to 140 ° C. If the reaction temperature is less than 70 ° C, the reaction rate is too slow to be practical.
重合反応は、例えば脱水精製した溶媒に、所定量の触媒
をよく分散したのち、脱水精製したアクリルアミドを加
えて、不活性ガス雰囲気中で加熱することによって行わ
れる。重合方法としては、バッチ式溶液重合法、バッチ
式塊状重合法、連続式溶液重合法、連続式塊状重合法な
どを用いることができる。The polymerization reaction is performed, for example, by thoroughly dispersing a predetermined amount of a catalyst in a dehydrated and purified solvent, adding dehydrated and purified acrylamide, and heating in an inert gas atmosphere. As the polymerization method, a batch-type solution polymerization method, a batch-type bulk polymerization method, a continuous-type solution polymerization method, a continuous-type bulk polymerization method, or the like can be used.
このようにして得られたアクリルアミド単位含有β−ア
ラニン共重合体は、一般に重合度の異なる重合体の混合
物である。すなわち、重合生成物は、重合条件によっ
て、ギ酸可溶性のアクリルアミド単位含有β−アラニン
共重合体[以下、ポリ−β−アラニン重合体(A)とい
う]か、あるいは、このものと、ギ酸不溶性のアクリル
アミド単位含有β−アラニン共重合体[以下、ポリ−β
−アラニン重合体(B)という]との混合物として得られ
る。一般に重合温度が低い場合には、ポリ−β−アラニ
ン重合体(A)のみが生成するが、重合温度がある温度以
上では、ポリ−β−アラニン重合体(B)が、ポリ−β−
アラニン重合体(A)とともに生成する。The acrylamide unit-containing β-alanine copolymer thus obtained is generally a mixture of polymers having different degrees of polymerization. That is, the polymerization product may be a formic acid-soluble acrylamide unit-containing β-alanine copolymer [hereinafter referred to as poly-β-alanine polymer (A)], or this product and a formic acid-insoluble acrylamide depending on the polymerization conditions. Unit-containing β-alanine copolymer [hereinafter, poly-β
-Referred to as alanine polymer (B)]. Generally, when the polymerization temperature is low, only the poly-β-alanine polymer (A) is produced, but when the polymerization temperature is higher than a certain temperature, the poly-β-alanine polymer (B) is poly-β-.
It is produced together with the alanine polymer (A).
このポリ−β−アラニン重合体(B)の生成しはじめる温
度は、アルカリ土類金属アルコラート触媒の使用量によ
って左右されるが、一般に、重合温度が95〜140℃でポ
リ−β−アラニン重合体(A)が生成しはじめ、温度が高
くなるに従い、重合体(B)の比率は高くなる。例えば溶
液重合においては、反応温度が90℃ではポリ−β−アラ
ニン重合体(B)はほとんど生成しないが、120℃において
は約1%の割合で生成する。一方、塊状重合において、
例えばアルカリ土類金属触媒を、アクリルアミド1モル
に対して1/10000モル用い、温度を100℃で1.5時間、1
10℃で1.5時間、120℃で1.5時間、140℃で1.5時間と階
段的に上げて重合すると、ポリ−β−アラニン重合体
(B)は3〜5%生成する。The temperature at which the poly-β-alanine polymer (B) begins to be produced depends on the amount of the alkaline earth metal alcoholate catalyst used, but in general, the poly-β-alanine polymer has a polymerization temperature of 95 to 140 ° C. The ratio of the polymer (B) increases as the temperature rises after the formation of (A) begins. For example, in solution polymerization, the poly-β-alanine polymer (B) is hardly produced at a reaction temperature of 90 ° C, but is produced at a ratio of about 1% at 120 ° C. On the other hand, in bulk polymerization,
For example, an alkaline earth metal catalyst is used in 1/10000 mol per mol of acrylamide, and the temperature is 100 ° C. for 1.5 hours.
Polymerization by stepwise raising at 10 ° C for 1.5 hours, 120 ° C for 1.5 hours, and 140 ° C for 1.5 hours gives a poly-β-alanine polymer.
(B) produces 3 to 5%.
ポリ−β−アラニン重合体(A)のみが生成する場合は、
これを反応系より分離すればよい。一方ポリ−β−アラ
ニン重合体(A)と(B)が生成する場合には、重合混合物よ
りポリ−β−アラニン重合体(A)と(B)を溶解性の差の利
用して分離できる。When only poly-β-alanine polymer (A) is produced,
This may be separated from the reaction system. On the other hand, when poly-β-alanine polymers (A) and (B) are produced, the poly-β-alanine polymers (A) and (B) can be separated from the polymerization mixture by utilizing the difference in solubility. .
さらに、重合生成物を140〜180℃の温度で加熱処理する
ことにより、ポリ−β−アラニン重合体(A)を(B)に変換
することができる。例えば加熱処理時間が0.5〜3時間
の場合には、ポリ−β−アラニン重合体(A)は40〜50%
程度(B)に変換される。したがって、重合生成物を、こ
のように加熱処理して、その中のポリ−β−アラニン重
合体(A)を(B)に変換したのち、ポリ−β−アラニン重合
体(B)を分離してもよい。Furthermore, the poly-β-alanine polymer (A) can be converted to (B) by heating the polymerization product at a temperature of 140 to 180 ° C. For example, when the heat treatment time is 0.5 to 3 hours, the poly-β-alanine polymer (A) is 40 to 50%.
Converted to degree (B). Therefore, the polymerization product is thus heat-treated to convert the poly-β-alanine polymer (A) therein to (B), and then the poly-β-alanine polymer (B) is separated. May be.
反応終了液から重合反応生成物を分離する方法として
は、例えば溶液重合の場合は、ろ過などの手段により溶
媒を除いたのち、生成物中のアクリルアミドを適当な溶
媒、例えばアセトンやメタノールなどで洗浄して除去す
る方法を用いることができる。As a method for separating the polymerization reaction product from the reaction-terminated liquid, for example, in the case of solution polymerization, the solvent is removed by means such as filtration, and then the acrylamide in the product is washed with an appropriate solvent such as acetone or methanol. Then, the method of removing can be used.
さらに、ポリ−β−アラニン重合体(A)と(B)とを分離す
るには、例えばこれらの混合物をポリ−β−アラニン重
合体(A)のみを溶解する溶媒中に添加し、ろ過などの手
段によってポリ−β−アラニン重合体(B)を単離し、一
方、ポリ−β−アラニン重合体(A)は、ろ液をメタノー
ルやアセトンなどの溶媒中に投入して、該重合体(A)を
析出させたのち、ろ過などの手段によって、回収するこ
とができる。ポリ−β−アラニン重合体(A)のみを溶解
する溶媒としては、例えば水やギ酸などを挙げることが
できる。Furthermore, in order to separate the poly-β-alanine polymer (A) and (B), for example, a mixture of these is added to a solvent in which only the poly-β-alanine polymer (A) is dissolved, and filtration, etc. The poly-β-alanine polymer (B) is isolated by the means of, while the poly-β-alanine polymer (A) is prepared by pouring the filtrate into a solvent such as methanol or acetone, After A) is precipitated, it can be recovered by means such as filtration. Examples of the solvent that dissolves only the poly-β-alanine polymer (A) include water and formic acid.
前記のポリ−β−アラニン重合体(A)及び(B)は、いずれ
も、主要構成単位として、前記の構成単位(I)及び
(II)を含有しており、かつ第一級アミド基の含有量
は、重合体1g当り、4.9〜7.0ミリモルの範囲である。
また、ポリ−β−アラニン重合体(A)の還元粘度は、1
重量%ギ酸溶液、温度35℃の測定条件で2〜15dl/gの範
囲である。さらに本発明において得られる重合体中の、
ポリ−β−アラニン重合体(A)と(B)との重量比は、通常
20:80ないし100:0の範囲にある。The poly-β-alanine polymers (A) and (B) each contain the structural units (I) and (II) as a main structural unit, and contain a primary amide group. The content is in the range of 4.9 to 7.0 mmol per 1 g of polymer.
The reduced viscosity of the poly-β-alanine polymer (A) is 1
It is in the range of 2 to 15 dl / g under the measurement conditions of a weight% formic acid solution and a temperature of 35 ° C. Further in the polymer obtained in the present invention,
The weight ratio of the poly-β-alanine polymer (A) and (B) is usually
It is in the range of 20:80 to 100: 0.
本発明のアクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体
の化学構造は、例えば赤外吸収スペクトル、NMRスペク
トル及び示差走査熱量測定(DSC)により確認すること
ができる。第1図に、本発明のギ酸可溶性のポリ−β−
アラニン重合体(A)の1例の赤外吸収スペクトルを示
す。3290cm-1、1535cm-1、1108cm-1、972cm-1に第二級
アミド基 の特性吸収があり、3355cm-1、3190cm-1、1658cm-1、16
17cm-1に第一級アミド基 の特性吸収が存在する。これらの結果より、本発明のア
クリルアミド単位含有β−アラニン共重合体中には、第
二級アミド基 及び第一級アミド基 が存在していることが分かる。The chemical structure of the β-alanine copolymer containing an acrylamide unit of the present invention can be confirmed by, for example, infrared absorption spectrum, NMR spectrum and differential scanning calorimetry (DSC). FIG. 1 shows the formic acid-soluble poly-β-of the present invention.
The infrared absorption spectrum of one example of an alanine polymer (A) is shown. 3290cm -1, 1535cm -1, 1108cm -1 , secondary amide group at 972 cm -1 Has the characteristic absorption of 3355cm -1 , 3190cm -1 , 1658cm -1 , 16
Primary amide group at 17 cm -1 There is a characteristic absorption of. From these results, in the acrylamide unit-containing β-alanine copolymer of the present invention, the secondary amide group And primary amide group It turns out that exists.
また、第1表に、本発明のアクリルアミド単位含有β−
アラニン共重合体のDSC解析結果と、比較のために、公
知のポリ−β−アラニンとポリアクリルアミドのDSC解
析結果を示す。In addition, Table 1 shows β-containing the acrylamide unit of the present invention.
The DSC analysis result of an alanine copolymer and the DSC analysis result of known poly-β-alanine and polyacrylamide are shown for comparison.
以上の結果より、本発明のアクリルアミド単位含有β−
アラニン共重合体は、ポリ−β−アラニンとポリアクリ
ルアミドの単なる混合物ではなく を構成単位とする共重合体であることが分かる。 From the above results, β-containing acrylamide unit of the present invention
Alanine copolymer is not just a mixture of poly-β-alanine and polyacrylamide It can be seen that the copolymer has a structural unit of.
第2図に、前記のギ酸可溶性ポリ−β−アラニン重合体
のNMRスペクトルを示す。このNMRスペクトルと前記のIR
スペクトルから、本発明のβ−アラニン単位含有ポリア
クリルアミドは、 とを構成単位とするランダム共重合体であることが確認
された。FIG. 2 shows the NMR spectrum of the formic acid-soluble poly-β-alanine polymer. This NMR spectrum and the above IR
From the spectrum, the β-alanine unit-containing polyacrylamide of the present invention is It was confirmed to be a random copolymer having and as constituent units.
本発明のアクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体
は、第一級アミド基を、重合体1g当り4.9〜7.0ミリモ
ルの範囲で含有するものである。The acrylamide unit-containing β-alanine copolymer of the present invention contains a primary amide group in the range of 4.9 to 7.0 mmol per 1 g of the polymer.
本発明のアクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体
は、構成単位(I) と構成単位(II) とを有し、例えば構成単位(I)のみから成るポリ−β
−アラニンと、構成単位(II)のみから成るポリアクリ
ルアミドとを、構成単位(I)と(II)との割合が、本
発明のアクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体と
同じになるように混合したものとは異なった物性を有し
種々の用途において優れた効果を発揮する。The acrylamide unit-containing β-alanine copolymer of the present invention has the structural unit (I) And building units (II) And having, for example, poly-β consisting of the structural unit (I) only
-Alanine and polyacrylamide consisting only of the structural unit (II) are mixed so that the ratio of the structural units (I) and (II) is the same as that of the acrylamide unit-containing β-alanine copolymer of the present invention. It has physical properties different from those described above and exhibits excellent effects in various applications.
本発明のアクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体
は、前記したように、第一級アミド基を有する構成単位
(II)と、第二級アミド基を有する構成単位(I)とを
含有し、該構成単位(I)は、炭素原子数3個に対し
て、1個の水素結合をもつので、水素結合力が強く分子
間結合力が大きい。また、第一級アミド基をもつ構成単
位(II)を含有するので、親水性であり、水素結合力が
強い。As described above, the acrylamide unit-containing β-alanine copolymer of the present invention contains a structural unit (II) having a primary amide group and a structural unit (I) having a secondary amide group, Since the structural unit (I) has one hydrogen bond with respect to three carbon atoms, it has a strong hydrogen bonding force and a large intermolecular bonding force. Further, since it contains the structural unit (II) having a primary amide group, it is hydrophilic and has a strong hydrogen bonding force.
さらに、本発明のアクリルアミド単位含有β−アラニン
共重合体は、前記したように、ギ酸に可溶性で、還元粘
度(ηsp/c)が2〜15dl/gのもの、及びギ酸に不
溶性のものを含有しており、該ギ酸可溶性ポリ−β−ア
ラニン重合体(A)は、水に対しても可溶性であるので、
水溶液として種々の用途に供することができる。このポ
リ−β−アラニン重合体(A)は、還元粘度が2dl/g未満
の場合には、機械的強度及び接着力が低下するため、フ
イルムやシートに成形することが困難であり、一方還元
粘度が15dl/gを超えると水に対する溶解性が著しく低
下する。この還元粘度は後記の方法によって測定するこ
とができる。Further, the acrylamide unit-containing β-alanine copolymer of the present invention, as described above, is soluble in formic acid, has a reduced viscosity (η sp / c) of 2 to 15 dl / g, and is insoluble in formic acid. Contains, the formic acid-soluble poly-β-alanine polymer (A) is also soluble in water,
It can be used for various purposes as an aqueous solution. When the reduced viscosity of the poly-β-alanine polymer (A) is less than 2 dl / g, the mechanical strength and the adhesive force are lowered, and thus it is difficult to mold it into a film or a sheet. If the viscosity exceeds 15 dl / g, the solubility in water will be significantly reduced. This reduced viscosity can be measured by the method described below.
また、本発明のギ酸不溶性のポリ−β−アラニン重合体
(B)は、水溶液としては使用できないが、例えばポリア
セタール樹脂の熱安定剤として極めて有用である。この
ポリ−β−アラニン重合体(B)は、ポリ−β−アラニン
重合体(A)よりも分子量が高いもの、及び2分子の第一
級アミド基が反応して、イミド基となって分子間で架橋
した構造のものを含んでいるものと推定される。Further, the formic acid-insoluble poly-β-alanine polymer of the present invention
Although (B) cannot be used as an aqueous solution, it is extremely useful as a heat stabilizer for polyacetal resin, for example. This poly-β-alanine polymer (B) has a higher molecular weight than the poly-β-alanine polymer (A), and two molecules of primary amide groups react with each other to form an imide group. It is presumed to include those having a structure crosslinked between them.
本発明のアクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体
は、前記のような特徴を有することから、前記のポリマ
ー添加剤としての用途以外に、例えばフイルムやシート
などの成形材料、塗料、接着剤、コーティング剤、印刷
インキ、紙加工剤、土壌改良剤、繊維処理剤などの用途
に有用であるが、特に、ポリアセタール樹脂の熱安定剤
として好適である。Since the acrylamide unit-containing β-alanine copolymer of the present invention has the characteristics as described above, in addition to the use as the polymer additive, for example, molding materials such as films and sheets, paints, adhesives, coatings. It is useful as an agent, a printing ink, a paper processing agent, a soil improving agent, a fiber treating agent, and the like, and is particularly suitable as a heat stabilizer for a polyacetal resin.
本発明のアクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体
は、ホルムアルデヒドを用いて製造されたフェノール樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂などから微量発生するホル
ムアルデヒドの捕集剤として使用することができる。上
記樹脂への添加は、本発明のアクリルアミド単位含有β
−アラニン共重合体の粉末をドライブレンドで0.1〜10
重量%の割合で加えてもよいし、またその水溶液を加え
たのち、水分を蒸発させてもよい。The acrylamide unit-containing β-alanine copolymer of the present invention can be used as a formaldehyde scavenger generated in a trace amount from a phenol resin, a urea resin, a melamine resin or the like produced using formaldehyde. The addition to the above resin is the β-containing acrylamide unit of the present invention.
-Dry blend alanine copolymer powder from 0.1 to 10
Water may be added at a weight percentage, or water may be evaporated after adding the aqueous solution.
前記のポリ−β−アラニン重合体(A)は、紙アルミ箔な
どの接着剤として有用である。この場合ポリ−β−アラ
ニン重合体(A)を水に溶解し、この水溶液を紙、アルミ
箔などにコートすればよい。The above poly-β-alanine polymer (A) is useful as an adhesive for paper aluminum foil and the like. In this case, the poly-β-alanine polymer (A) may be dissolved in water and the aqueous solution may be coated on paper, aluminum foil or the like.
次に、前記のポリ−β−アラニン重合体(A)は、優れた
土壌改良剤としての性能を有している。すなわち、一般
に、作物の生育に適した土壌構造としては、適当な通気
性、保水性、排水性のバランスが要求される。砂は通気
性、排水性は良好であるが保水性に劣り、一方粘土は保
水性は良好であるが、通気性、排水性に劣る。通気性、
保水性、排水性のバランスのとれた土壌として団粒構造
の発達した構造が望ましい。土壌の団粒化剤として高分
子多糖類やフェノール性化合物などが知られているが、
これらは、団粒効果の発現には、土壌生態学に長時間を
要するという欠点を有している。このような欠点を解消
するために、ポリビニルアルコールなどのノニオン系、
ポリアクリル酸などのアニオン系、ポリエチレンイミン
などのカチオン系の高分子化合物が検討されてきたが、
これらの高分子系団粒化剤は、団粒化効果が弱く、かつ
効果の持続性に劣るなどの欠点を有している。Next, the poly-β-alanine polymer (A) has excellent performance as a soil conditioner. That is, as a soil structure suitable for the growth of crops, generally, an appropriate balance of air permeability, water retention and drainage is required. Sand has good air permeability and drainage, but poor water retention, while clay has good water retention, but poor air permeability and drainage. Breathability,
A well-developed aggregate structure is desirable as a soil with well-balanced water retention and drainage properties. High molecular polysaccharides and phenolic compounds are known as aggregating agents for soil,
These have the drawback that it takes a long time for soil ecology to develop the aggregate effect. In order to eliminate such drawbacks, nonionic materials such as polyvinyl alcohol,
Anionic polymers such as polyacrylic acid and cationic polymer compounds such as polyethyleneimine have been investigated,
These polymer-based agglomerating agents have drawbacks such as a weak agglomeration effect and poor sustainability of the effect.
これに対し、ポリ−β−アラニン重合体(A)は、土壌と
の吸着性が極めて強く、かつその効果の持続性に優れて
おり、したがって、該重合体を土壌改良剤として使用す
ることによって、作物の生育に適した土壌に改良するこ
とができる。また、土壌改良剤の別の用途として、運動
場、野球場、ゴルフ場の土壌に本発明の重合体を施用す
ることによって降雨時の土壌の排水性を著しく向上させ
ることができ、水溜りの不便さから解放される。On the other hand, the poly-β-alanine polymer (A) has extremely strong adsorptivity with soil and has excellent sustainability of its effect, and therefore, by using the polymer as a soil conditioner. , Can be improved to a soil suitable for growing crops. Further, as another use of the soil improver, by applying the polymer of the present invention to the soil of a playground, a baseball field, or a golf course, it is possible to significantly improve the drainage property of the soil at the time of rainfall, and the inconvenience of a water pool. Is released.
このような用途には、一般にポリ−β−アラニン重合体
(A)の1〜10重量%水溶液を、10エーカー当り、約40lの
割合で施用することが好ましい。Poly-β-alanine polymers are commonly used for such applications.
It is preferable to apply a 1 to 10 wt% aqueous solution of (A) at a rate of about 40 liters per 10 acres.
発明の効果 本発明のアクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体
は還元粘度が2.0以上であるように重合度が高いために
機械的性質の優れた成形品、例えばフイルムやシートな
どを作成することができる。また、使用する触媒量が従
来の方法に比べて極めて少ないために、得られたポリマ
ー中に含まれる金属の量が、従来法では約0.5重量%以
上であるのに対し、0.1〜0.02重量%程度と非常に少な
く、したがって、このものを、例えばポリアセタール樹
脂の熱安定剤として用いる場合、著しい効果を発揮す
る。EFFECTS OF THE INVENTION The acrylamide unit-containing β-alanine copolymer of the present invention has a high degree of polymerization such that the reduced viscosity is 2.0 or more, so that a molded article having excellent mechanical properties, such as a film or a sheet, can be prepared. it can. Further, since the amount of the catalyst used is extremely small compared to the conventional method, the amount of metal contained in the obtained polymer is about 0.5% by weight or more in the conventional method, while 0.1 to 0.02% by weight. The degree is very small, and therefore, when it is used as a heat stabilizer of, for example, a polyacetal resin, a remarkable effect is exerted.
実施例 次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが本発
明はこれらの例によってなんら限定されるものではな
い。EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
なお、実施例及び比較例におけるポリマー及び組成物の
物性は、次に示す方法により測定し、評価した。The physical properties of polymers and compositions in Examples and Comparative Examples were measured and evaluated by the following methods.
(1)還元粘度(ηsp/c) ポリマー5gをギ酸100mlに入れ、常温で2時間かきまぜ
て溶解する。次いで減圧下にろ過してギ酸溶液を得る。
このギ酸溶液に500mlのメタノールを加え、ギ酸溶解物
を析出させ、この析出物をろ別したのち、真空乾燥機中
において、80℃で10時間減圧乾燥する。(1) Reduced viscosity (η sp / c) 5 g of a polymer is put in 100 ml of formic acid and stirred at room temperature for 2 hours to dissolve. Then, the solution is filtered under reduced pressure to obtain a formic acid solution.
500 ml of methanol is added to this formic acid solution to precipitate a formic acid solution, and the precipitate is filtered off, and then dried under reduced pressure at 80 ° C. for 10 hours in a vacuum dryer.
このようにして得られた試料を、純度99%以上のギ酸に
溶解したのち、200メッシュタイラー篩を通して、試料
濃度が1g/dlの溶液を調製する。この溶液について、
オストワルド粘度計を用いて、35℃の温度における還元
粘度を測定する。還元粘度ηsp/c(dl/g)は下記
の式で計算する。The sample thus obtained is dissolved in formic acid having a purity of 99% or more and then passed through a 200 mesh Tyler sieve to prepare a solution having a sample concentration of 1 g / dl. For this solution,
Measure the reduced viscosity at a temperature of 35 ° C. using an Ostwald viscometer. The reduced viscosity η sp / c (dl / g) is calculated by the following formula.
ηsp/c(dl/g)=(t/t0−1)/c ここで、tは試料溶液の落下秒数(秒)、t0はギ酸の
落下秒数(秒)である。η sp / c (dl / g) = (t / t 0 −1) / c where t is the number of seconds (seconds) of the sample solution falling, and t 0 is the number of seconds (seconds) of the formic acid falling.
(2)第一級アミド基の定量 かきまぜ機付フラスコ内に、試料ポリマー0.71gと40重
量%水酸化カリウム水溶液50mlを加え、かきまぜなが
ら、105〜110℃で20分間加熱し、第一級アミド基をアン
モニアに加水分解する。次いで、フラスコ内容物を50℃
以下に冷却したのち、100mlのメタノールを加え、アン
モニアをメタノールと共に留出させて、この留出液を0.
1規定の硫酸水溶液(Voml)に吸収させる。この吸収
液を指示薬としてメチルレッドを用い、0.1規定の水酸
化ナトリウム水溶液で中和滴定する。この滴定量をVml
とする。第一級アミド基は下記の計算式により求める。(2) Quantification of primary amide group In a flask equipped with a stirrer, 0.71 g of the sample polymer and 50 ml of 40 wt% potassium hydroxide aqueous solution are added, and the mixture is heated at 105 to 110 ° C for 20 minutes while stirring to give the primary amide. The group is hydrolyzed to ammonia. Then, the contents of the flask at 50 ℃
After cooling to below, 100 ml of methanol was added, ammonia was distilled out together with methanol, and the distillate was adjusted to 0.
Absorb with 1N aqueous sulfuric acid solution (V o ml). Methyl red is used as an indicator for this absorption liquid, and neutralization titration is performed with a 0.1 N sodium hydroxide aqueous solution. This titer is Vml
And The primary amide group is calculated by the following calculation formula.
第一級アミド基(mmol/g)=0.1408(V0−V) (3)熱安定性テスト(重量減少率) ポリマーの熱安定性は、窒素気流中で250℃で15分間加
熱した際の重量減少率で評価する。試料ポリマー約50mg
を熱重量分析装置[第二精工舎、SSC−560GH、TG/DT
A]で窒素気流中で測定する。Primary amide group (mmol / g) = 0.1408 (V 0 -V) (3) Thermal stability test (weight reduction rate) The thermal stability of the polymer is that when heated in a nitrogen stream at 250 ° C for 15 minutes. It is evaluated by the weight reduction rate. Approximately 50 mg of sample polymer
Thermogravimetric analyzer [Daini Seikosha, SSC-560GH, TG / DT
A] in a nitrogen stream.
(4)滞留着色 1オンスの射出成形機にて、シリンダー中、230℃に加
熱し、20分間滞留させたのち、成形した試験片の色のラ
ンクを以下の記号で表わす。(4) Residence Coloring A 1 ounce injection molding machine was used to heat the sample in a cylinder at 230 ° C. and retain it for 20 minutes, and the color rank of the molded test piece is represented by the following symbol.
(5)接着性テスト ポリマー溶液をガラス板上に塗布し、溶媒を蒸発させて
除去してポリマーフイルムを作成する。ガラス板に対す
るポリマーフイルムの接着力を下記の方法で評価する。
すなわち、カッターナイフでガラス板に達するまでフイ
ルムに1mm×1mmのゴバン目状の切り口を入れる。次に
巾15mmのセロファンテープをフイルムに貼り付けたの
ち、手で急激にテープを剥がす。この際、テープと共に
剥れたフイルムのゴバン目の数で接着力を評価する。 (5) Adhesion test A polymer solution is coated on a glass plate and the solvent is evaporated to remove the polymer film. The adhesion of the polymer film to the glass plate is evaluated by the following method.
That is, a 1 mm x 1 mm keratinous cut is made in the film until it reaches the glass plate with a cutter knife. Next, attach a cellophane tape with a width of 15 mm to the film, and then peel it off by hand. At this time, the adhesive strength is evaluated by the number of crevices of the film peeled off with the tape.
実施例1 かきまぜ機付きの2の反応器に、キシレン1.6を入
れ、触媒として、カルシウムプロピラート0.178g(アク
リルアミド1モルに対して1/10000モル)を加え、溶
媒中に良く分散させたのち、アクリルアミド800gを加
え、窒素気流中でかきまぜながら、90℃で4時間反応さ
せた。反応終了後、溶媒のキシレンを除き、固形物を粉
砕したのち、アセトンで洗浄し乾燥した。収量は769g
(収率96.1%)であった。生成物を赤外吸収スペクトル
で分析すると3290、1638、1535、1108、972cm-1に第二
級アミド基 の特性吸収があり、3355、3190、1658、1617cm-1に第一
級アミド基 の特性吸収が存在することが確認された(第1図)。Example 1 In a reactor 2 equipped with a stirrer, xylene 1.6 was put, and 0.178 g of calcium propylate (1 / 10,000 mol to 1 mol of acrylamide) was added as a catalyst, and after well dispersing in a solvent, 800 g of acrylamide was added and reacted at 90 ° C. for 4 hours while stirring in a nitrogen stream. After completion of the reaction, the solvent xylene was removed, the solid was crushed, washed with acetone and dried. Yield 769g
(Yield 96.1%). When the product was analyzed by infrared absorption spectrum, secondary amide groups were found at 3290, 1638, 1535, 1108 and 972 cm -1 . It has characteristic absorption of 3355, 3190, 1658, 1617 cm -1 and primary amide group It was confirmed that there was characteristic absorption of (Fig. 1).
なお、赤外吸収スペクトルの測定条件は次のとおりであ
る。The measurement conditions of the infrared absorption spectrum are as follows.
装置:日本電子(株)製 JIR−100 FT−IR 測定法:KBr法 さらに、乾燥した生成物の13C-NMRを測定した(第2
図)。各ピークの帰属を次に示す。Equipment: JIR-100 FT-IR manufactured by JEOL Ltd. Measurement method: KBr method Further, 13 C-NMR of the dried product was measured (second).
Figure). The attribution of each peak is shown below.
なお、13C-NMRの測定条件は次のとおりである。 The 13 C-NMR measurement conditions are as follows.
装置:日本電子(株)製 JNM−GX270型 観測周波数:67.94MHz 観測巾:20000Hz パルス巾:5.8μS 繰返し時間:5.0SEC 積算回数:1000回 測定モード:TOSS法 赤外吸収スペクトル及びNMRスペクトルによる構造解析
の結果、生成物は、構成単位(I) から成るランダム共重合体であることが確認された。Equipment: JEM-GX270 type manufactured by JEOL Ltd. Observation frequency: 67.94MHz Observation width: 20000Hz Pulse width: 5.8μS Repetition time: 5.0SEC Integration number: 1000 times Measurement mode: TOSS method Structure by infrared absorption spectrum and NMR spectrum As a result of the analysis, the product was the structural unit (I). Was confirmed to be a random copolymer composed of
また、第一級アミド基の含有量は、ポリマー1g当り5.5
mmolであり、還元粘度は、2.3dl/gであった。この生成
物は約330℃で分解し、ポリマー中のカルシウム含量は5
3ppmであった。The content of the primary amide group is 5.5 per 1 g of the polymer.
mmol and the reduced viscosity was 2.3 dl / g. The product decomposes at about 330 ° C and the calcium content in the polymer is 5
It was 3 ppm.
このポリマーを熱水に溶解して水溶液を調製し、テフロ
ン板上にキャストして、120℃のエアーオーブン中で乾
燥すると、厚さ約1mmのフイルムが形成された。このよ
うに、該ポリマーはフイルム形成性を有している。This polymer was dissolved in hot water to prepare an aqueous solution, cast on a Teflon plate, and dried in an air oven at 120 ° C to form a film having a thickness of about 1 mm. Thus, the polymer has film forming properties.
実施例2〜3、比較例1、2 実施例1で用いた反応装置を使用して、アクリルアミド
の量、溶媒量、溶媒の種類は実施例1と同じ条件で、触
媒の種類、触媒とアクリルアミドのモル比、反応温度、
反応時間を第2表のように変えて実施した。Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 Using the reaction apparatus used in Example 1, the amount of acrylamide, the amount of solvent, and the type of solvent were the same as in Example 1, and the type of catalyst, the catalyst and acrylamide were used. Molar ratio, reaction temperature,
The reaction time was changed as shown in Table 2 to carry out.
得られたポリマーの還元粘度、第一級アミド基の含有
量、収率を第2表に示す。このポリマーは、IR及びNMR
スペクトルによる構造解析の結果、構成単位(I) と構成単位(II) から成るランダム共重合体であることが確認された。Table 2 shows the reduced viscosity, the content of primary amide groups, and the yield of the obtained polymer. This polymer has IR and NMR
As a result of structural analysis by spectrum, structural unit (I) And building units (II) Was confirmed to be a random copolymer composed of
実施例4 実施例1において、90℃で4時間加熱後、さらに120℃
で4時間加熱して反応させる以外は、実施例1と同一条
件で反応させた。得られたポリマーの還元粘度は13.8で
あり、ギ酸に不溶なものが少量生成した。また、第一級
アミド基の含有量は6.06mmol/gであった。 Example 4 In Example 1, after heating at 90 ° C. for 4 hours, further 120 ° C.
The reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the reaction was carried out by heating for 4 hours. The polymer obtained had a reduced viscosity of 13.8, and a small amount of formic acid-insoluble polymer was produced. The content of primary amide group was 6.06 mmol / g.
実施例5 内径1.0cm、外径1.3cm、長さ30cmのステンレス鋼製内
管、内径3.0cm、外径3.5cm、長さ30cmのステンレス鋼製
外管から成る二重管式重合機を用い、内管と外管との空
間に熱媒体としてシリコンオイルを循環し、次のように
して重合を行った。Example 5 A double-tube polymerization machine comprising an inner diameter 1.0 cm, an outer diameter 1.3 cm and a length 30 cm of a stainless steel inner tube and an inner diameter 3.0 cm, an outer diameter 3.5 cm and a length 30 cm of a stainless steel outer tube was used. Silicon oil was circulated as a heat medium in the space between the inner tube and the outer tube, and polymerization was performed as follows.
すなわち、アクリルアミドモノマー20gとカルシウムジ
プロポキシド0.0044g(モノマーに対して1/10000モ
ル)とを均一に混合して内管に仕込み、内管の系内を真
空ポンプで60トール前後に減圧したのち、窒素ガスで置
換する。内管と外管との空間に90℃のシリコンオイルを
循環してモノマーを完全にメルトする。次いで、循環す
る熱媒のシリコンオイルの温度を100℃に1.5時間、110
℃に1.5時間、120℃に1.5時間、130℃に1.5時間保持
後、最後に170℃で3時間保ったのち冷却する。That is, 20 g of acrylamide monomer and 0.0044 g of calcium dipropoxide (1 / 10,000 mol based on the monomer) were uniformly mixed and charged into an inner tube, and the pressure inside the system of the inner tube was reduced to about 60 Torr by a vacuum pump. After that, the atmosphere is replaced with nitrogen gas. Silicone oil at 90 ° C is circulated in the space between the inner tube and the outer tube to completely melt the monomer. Next, the temperature of the circulating heat-transfer silicon oil is raised to 100 ° C. for 1.5 hours and 110
After keeping the temperature at 1.5 ° C for 1.5 hours, at 120 ° C for 1.5 hours, and at 130 ° C for 1.5 hours, finally hold at 170 ° C for 3 hours and then cool.
次に、ステンレス鋼製内管中の棒状重合体を取り出して
粉砕し、アセトンで洗浄したのち、約5トールの真空
下、70℃で24時間乾燥した。モノマーからポリマーへの
転化率を、式 で計算すると、98%であった。Next, the rod-shaped polymer in the inner tube made of stainless steel was taken out, crushed, washed with acetone, and then dried at 70 ° C. for 24 hours under a vacuum of about 5 torr. The conversion from monomer to polymer is calculated by the formula It was 98% when calculated by.
また、分析の結果、重合体中の第一級アミド基の含有量
は6.41mmol/gであり、ギ酸溶解物は60%、不溶解物は4
0%であった。なお、ギ酸可溶部分の還元粘度は6.1であ
った。As a result of analysis, the content of primary amide groups in the polymer was 6.41 mmol / g, the content of formic acid was 60%, and the content of insoluble was 4%.
It was 0%. The reduced viscosity of the formic acid-soluble portion was 6.1.
参考例1 粉末状の末端アセチル化されたポリオキシメチレン樹脂
(ASTM-D-1238-57Tによる標準荷重2.16kg、温度190℃で
のメルトインデックスが15.4g/10分)100重量部、酸化
防止剤[2,2′−メチレンビス(4−メチル6−t−ブ
チルフェノール)]0.25重量部、実施例1〜5及び比較
例1,2で製造した、アクリルアミド単位含有β−アラ
ニン共重合体それぞれ0.5重量部をヘンシェルミキサー
で混合して、押出機で200℃で押し出し、ペレタイズし
た。このペレットを80℃で14時間熱風乾燥した。乾燥し
たペレットの熱安定性及び滞留着色を測定した。その結
果を第3表に示す。Reference Example 1 100 parts by weight of powdered acetylated polyoxymethylene resin (standard load of 2.16 kg according to ASTM-D-1238-57T, melt index at temperature 190 ° C. of 15.4 g / 10 minutes), antioxidant [2,2'-methylenebis (4-methyl 6-t-butylphenol)] 0.25 parts by weight, 0.5 parts by weight each of the acrylamide unit-containing β-alanine copolymers produced in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2. Were mixed with a Henschel mixer and extruded at 200 ° C. in an extruder to pelletize. The pellets were dried with hot air at 80 ° C. for 14 hours. The thermal stability and residence color of the dried pellets were measured. The results are shown in Table 3.
参考例2 アクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体の代り
に、ヘキサメチレンアジポアミド、ヘキサメチレンセバ
コアミド、カプロラクタムの三元共重合ポリアミドを用
いた以外は、参考例1と同様の方法によりペレットを作
り、同様の評価を行った。その結果を第3表に示す。Reference Example 2 Pellets were prepared in the same manner as in Reference Example 1 except that a ternary copolymerized polyamide of hexamethylene adipamide, hexamethylene sebacamide and caprolactam was used instead of the acrylamide unit-containing β-alanine copolymer. Was made and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 3.
参考例3 アクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体の代り
に、エチレンとアクリル酸メチル共重合体に分散させた
ポリヘキサメチレンアジポアミド(ナイロン66)混合物
をポリアミドとして0.5重量部を用いた以外は、参考例
1と同様の方法によりペレットを作り、同様の評価を行
った。その結果を第3表に示す。Reference Example 3 A polyhexamethylene adipamide (nylon 66) mixture dispersed in ethylene and a methyl acrylate copolymer was used as a polyamide in place of the β-alanine copolymer containing an acrylamide unit, and 0.5 part by weight was used as a polyamide. A pellet was prepared by the same method as in Reference Example 1 and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 3.
この表から明らかなようにアクリルアミド1モル当りの
触媒量が1/20000モル未満のもの(比較例1)及び1
/5000モルよりも多いもの(比較例2)を用いた場合は
熱安定性が劣る。 As is clear from this table, the amount of catalyst per mol of acrylamide is less than 1/20000 mol (Comparative Example 1) and 1
If more than 5000 mol / mol (Comparative Example 2) is used, the thermal stability is poor.
参考例4 粉末状の末端アセチル化されたポリオキシメチレン樹脂
100重量部、酸化防止剤[2,2′−メチレンビス(4−メ
チル−6−t−ブチルフェノール)]0.25重量部、実施
例1及び実施例2で合成したアクリルアミド単位含有β
−アラニン共重合体0.5重量部と添加剤としてカーボン
ブラック0.2重量部又は酸化チタン0.2重量部をヘンシェ
ルミキサーで混合して、押出機で200℃で押出し、ペレ
タイズした。このペレットを80℃で14時間熱風乾燥し、
参考例1と同じ方法で重量減少率を測定した。その結果
を第4表に示す。Reference Example 4 Powdery terminally acetylated polyoxymethylene resin
100 parts by weight, 0.25 part by weight of antioxidant [2,2′-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol)], acrylamide unit-containing β synthesized in Example 1 and Example 2
0.5 parts by weight of an alanine copolymer and 0.2 parts by weight of carbon black as an additive or 0.2 parts by weight of titanium oxide were mixed in a Henschel mixer, extruded at 200 ° C. in an extruder, and pelletized. The pellets are dried with hot air at 80 ° C for 14 hours,
The weight reduction rate was measured by the same method as in Reference Example 1. The results are shown in Table 4.
参考例5 アクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体の代り
に、参考例2で用いた三元共重合ポリアミドを使用した
以外は、参考例4と同様に実施した。その結果を第4表
に示す。Reference Example 5 The procedure of Reference Example 4 was repeated, except that the ternary copolymerized polyamide used in Reference Example 2 was used in place of the acrylamide unit-containing β-alanine copolymer. The results are shown in Table 4.
参考例6 アクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体の代り
に、参考例3で用いたポリアミドを使用した以外は、参
考例9と同様に実施した。その結果を第4表に示す。Reference Example 6 The procedure of Reference Example 9 was repeated, except that the polyamide used in Reference Example 3 was used instead of the acrylamide unit-containing β-alanine copolymer. The results are shown in Table 4.
参考例7 実施例1のポリマーを熱水に溶解して、ガラス板上に塗
布し、乾燥して薄膜を形成させた。接着性を調べるため
ゴバン目テストでセロファンテープを用いてはく離性を
調べた結果、はく離はゼロであり、このポリマーは接着
性が優れていることが分かった。 Reference Example 7 The polymer of Example 1 was dissolved in hot water, coated on a glass plate, and dried to form a thin film. As a result of examining the peelability by using a cellophane tape in the goggles test to examine the adhesiveness, it was found that the peeling was zero and the polymer had excellent adhesiveness.
参考例8 粘土質の土壌10gに、実施例1で得たランダム共重合体1
000ppmを含む水200gを加えよくかきまぜたのち、ガラス
フィルターでろ過した。この際のろ過速度は0.09m3/m2h
rであった。比較例として同じ粘土質土壌10gに水200gを
加えよくかきまぜたのち、ガラフィルターでろ過した。
この際のろ過速度は0.03m3/m2hrであった。すなわち、
アクリルアミド単位含有β−アラニン共重合体の土壌団
粒効果によってろ過速度は3倍となった。Reference Example 8 The random copolymer 1 obtained in Example 1 was added to 10 g of clay soil.
After adding 200 g of water containing 000 ppm and stirring well, the mixture was filtered with a glass filter. The filtration speed at this time is 0.09 m 3 / m 2 h
It was r. As a comparative example, 200 g of water was added to 10 g of the same clay soil, and the mixture was thoroughly stirred and then filtered through a glass filter.
The filtration rate at this time was 0.03 m 3 / m 2 hr. That is,
The filtration rate was tripled due to the soil aggregation effect of the β-alanine copolymer containing acrylamide units.
第1図は本発明の高分子量アクリルアミド単位含有β−
アラニン共重合体の1例の赤外吸収スペクトル図、第2
図は該ギ酸可溶性ポリ−β−アラニン重合体の炭素13核
磁気共鳴スペクトル図である。FIG. 1 is a β-containing high molecular weight acrylamide unit of the present invention.
Infrared absorption spectrum of one example of an alanine copolymer, 2nd
The figure is a carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrum of the formic acid-soluble poly-β-alanine polymer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 D21H 19/20 // C09K 17/00 D D01F 6/68 7199−3B D06M 15/59 7199−3B D21H 3/58 // D06M 15/59 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical display location D21H 19/20 // C09K 17/00 D D01F 6/68 7199-3B D06M 15/59 7199-3B D21H 3/58 // D06M 15/59
Claims (3)
一級アミド基の含有量が重合体1g当り、4.9〜7.0ミリ
モルであり、かつ還元粘度(ηsp/c)が少なくとも
2dl/gであることを特徴とする高分子量アクリルアミ
ド単位含有β−アラニン共重合体。1. A formula A structural unit (I) represented by Of the structural unit (II), the content of the primary amide group in the structural unit (II) is 4.9 to 7.0 mmol per 1 g of the polymer, and the reduced viscosity (η sp / c) is at least A β-alanine copolymer containing a high molecular weight acrylamide unit characterized by having a content of 2 dl / g.
範囲にある特許請求の範囲第1項記載の高分子量アクリ
ルアミド単位含有β−アラニン共重合体。2. A β-alanine copolymer containing a high molecular weight acrylamide unit according to claim 1, which has a reduced viscosity (η sp / c) of 2 to 15 dl / g.
00〜1/20000モルのアルカリ土類金属アルコラート触
媒を用い、かつ不純物が除かれた反応系で重合させるこ
とを特徴とする、式 で示される構成単位(I)と、式 で示される構成単位(II)から成る高分子量アクリルア
ミド単位含有β−アラニン共重合体の製造方法。3. Acrylamide is 1/50 to 1 mol of the acrylamide.
The formula is characterized by using 00 to 1/20000 mol of an alkaline earth metal alcoholate catalyst and polymerizing in a reaction system free from impurities. A structural unit (I) represented by A method for producing a β-alanine copolymer containing a high molecular weight acrylamide unit, which comprises the structural unit (II)
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|---|---|
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Families Citing this family (2)
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| US5942568A (en) * | 1994-10-24 | 1999-08-24 | Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha | Polyoxymethylene with polyolefin prepared from single site catalyst |
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- 1987-05-08 JP JP62112128A patent/JPH0610259B2/en not_active Expired - Fee Related
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