JPH089654B2 - 多糖類に基づくポリアクリル酸のアルカリ金属塩を調製する方法 - Google Patents

多糖類に基づくポリアクリル酸のアルカリ金属塩を調製する方法

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JPH089654B2
JPH089654B2 JP5502741A JP50274193A JPH089654B2 JP H089654 B2 JPH089654 B2 JP H089654B2 JP 5502741 A JP5502741 A JP 5502741A JP 50274193 A JP50274193 A JP 50274193A JP H089654 B2 JPH089654 B2 JP H089654B2
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タエ スク パク
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タエチャン モールサン カンパニイ リミテッド
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B31/00Preparation of derivatives of starch
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F251/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polysaccharides or derivatives thereof

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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、分散剤として多糖類に基づくポリアクリル
酸のアルカリ金属塩を調製する方法に関するものであ
る。本発明によれば重金属イオンに対する良好なキレー
ト化能力および微生物による生物分解性の両方を有する
多糖類に基づくポリアクリル酸のアルカリ金属塩は水性
アルコール溶液中で多糖類へのアクリル単量体のグラフ
ト反応、続いて水酸化ナトリウム−水溶液を用いる中和
によって高収量を得られる。
一般に、洗剤は直鎖アルキルベンゼンスルホネート、
トリポリホスホン酸ナトリウム、ポリアクリル酸のアル
カリ金属塩、珪酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、香料お
よび色素等の複数の成分から成る。これらのうち良好な
キレート化能力をもつトリホスホン酸ナトリウムは小さ
い流れや川の栄養不良を促進し水を汚染することにな
る。そして分散剤としてのポリアクリル酸のアルカリ金
属塩は重金属イオンに対しキレート化能力が低く微生物
による生物分解性が低い。
ポリアクリル酸のアルカリ金属塩のキレート化能力お
よび生物分解性を増すために、多糖類へのアクリル単量
体のグラフト共重合が行われた[J.Appl.Polym.Sci.,32
(1986)4971:Eur.Polym.J.,25(1989)423]。その結
果、25〜70℃の反応温度で水溶液中での多糖類の溶解性
が低いため低いグラフト収量をもたらした。
これらの問題を改善するため、高い反応性の澱粉・チ
オール化[Tappi,March,56(1973)97],照射[J.App
l.Polym.Sci.,26(1981)2073〕、アクリル化〔J.Poly
m.Sci.,Part−A,5(1965)1031]等をグラフト反応に使
用し、高温[Ger Offen.,2,436,555(1976)]で反応す
る幾つかの方法が提案された。セリウムアンモニウム
塩、ペントン試薬および硫酸マンガンのようなレドック
ス(還元−酸化)触媒を用いる〔J.Polym.Sci.,23(197
1)229〕他の方法もまた紹介された。特に、ラジカル開
始剤によって多糖類にアクリル単量体のグラフト反応を
行うことは難しかった[J.Appl.Polym.sci.,23(1971)
229]。この方法は25〜70℃の反応温度でグラフト化の
収量が低いため望ましくなかった。
発明の概要 本発明の目的は、多糖類のための反応希釈剤としてア
ルコールを使用し、水性アルコール溶液中でレドックス
触媒の存在で多糖類へのアクリル単量体のグラフト反応
によってグラフト化の収量の高い低分子量共重合体を調
製することにある。
本発明における多糖類に基づくポリアクリル酸のアル
カリ金属塩は、水性アルコール溶液を用いて多糖類を加
熱して溶解し、徐々に冷却し、アクリル単量体および/
またはビニルコモノマーおよびレドックス触媒の混合物
を添加し、混合物を適当な温度で数時間撹拌し、次いで
減圧下に水性アルコール溶液を留出させ、水酸化ナトリ
ウム−水溶液で中和して調製する。
発明の詳細な説明 本発明によれば、多糖類に基づくポリアクリル酸のア
ルカリ金属塩は多糖類を0.5〜95%の水性アルコールを
用いて60〜90℃にて0.5〜5時間溶解し、徐々に冷却
し、アクリル単量体および/またはビニルコモノマーお
よびレドックス触媒の混合物を窒素雰囲気下に添加し、
25〜70℃にて2〜40時間混合物を撹拌し、次いで60℃で
減圧下に水性アルコール溶液を留出させ、水酸化ナトリ
ウム−水溶液で中和することによって高収量で調製され
る。
本発明における反応希釈剤としてのアルコールはアク
リル単量体を水溶液中で多糖類に良く接触させ、生成物
の分子量の減少させるために使用される。
アルコールは3〜9個の原子を持つノルマルまたはイ
ソアルコール、例えばプロパノール、ブタノール、ペン
タノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノー
ル、イソプロパノール、イソブタノール、イソヘキサノ
ールおよびイソヘプタノールであり、1種または2種以
上の混合物が選ばれる。次に、多糖類はアクリル単量体
の多糖類へのグラフト共重合体においてアルコールによ
って溶解した。アルコールを使用するグラフト反応の収
量は非常に高かった。生成物の分子量はアルコール溶媒
によつて生じた連鎖移動反応により正確に調製された。
アルコールは0.5〜95%の水溶液で使用した。0.5%以
下の反応体溶液は均質でなくさらに粘性である。95%以
上の溶液は粘性が小さくアルコールを回収するために多
くのエネルギーを必要とする。
本発明に使用されるアクリル単量体はアクリル酸、メ
タクリル酸、無水マレイン酸およびフマル酸である。
そしてビニルコモノマーはメチルアクリレート、エチ
ルアケルレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリ
レート、メチルメタクリレート、ヒドロキシアルキルメ
タクリレート、アクリロニトリル、アクリルアミドおよ
び4−ビニルピリジンである。本発明ではこれらのビニ
ルコモノマーの1種または2種以上を使用することが出
来る。
これらの単量体は多糖類を可溶化するためのキレート
化能力を維持するために用いられ、使用される多糖類の
分量の20〜700重量%で用いられる。20重量%以下の反
応体溶液は均質ではなく、700重量%を越えると、重金
属イオンに対するキレート化能力を調製することが不可
能である。
また、本発明において用いられる多糖類は澱粉、セル
ロースおよびそれらの誘導体である。即ち、それらは穀
類、ジャガイモ、小麦、サツマイモおよび米の澱粉、お
よびアルデヒド、アルキルエーテル、オキシアルキル、
ヒドロキシエチルエーテル、アミノエチルエーテル、シ
アノエチルエーテルおよびカルボキシメチル基を含む改
質澱粉、およびアルキルエーテル、有機酸エステル、ヒ
ドロキシおよびカルボキシメチル基を含むセルロース誘
導体である。
本発明において用いられる酸化触媒は、過酸化水素、
アスコルビン酸、tert−ブチルヒドロ過酸化物、ジ−te
rt−ブチルヒドロ過酸化物、ジクミル過酸化物、クメン
ヒドロ過酸化物、2,5−ジメチル−ヘキシル−2,5−ジヒ
ドロ過酸化物、ジイソプロピルベンゼン過酸化物、2,5
−ジメチルヘキシル−2,5−(パーオキシベンゾエー
ト)、ジ−tert−ブチルパーオキシフタレート、tert−
ブチルパーオキシアセテート,およびtert−ブチルパー
オキシイソプロピルカーボネート等である。これらは1
種または2種以上の混合物を使用する。
本発明に用いられる還元触媒は過硫酸カリウム、過マ
ンガン酸カリウム、過クロム酸カリウム、鉄アンモニウ
ム硫酸塩、N−シクロヘキシルベンゾチアゾール−2−
スルホンアミド、N,N′ジメチル−p−トルイジン、N,
N′−ジエチル−p−トルイジン、N,N′−ジイソプロピ
ル−p−トルイジン、ブチルアミン、N,N′−ジメチル
アニリン、ビス(フェニルスルホンメチル)アミン、ビ
ス(p−トリルスルホンメチル)アミン、N−メチル−
ビス(p−トリルスルホンメチル)アミン、N−エチル
−ビス(p−トリルスルホンメチル)アミン、N−エタ
ノール−ビス(p−トリルスルホンメチル)アミン、N
−フェニル−p−トリルスルホンメチルアミン、N−フ
ェニル−N−メチル−p−トリルスルホンサンメチルア
ミン、ビス(p−トリルスルホンメチル)エチレンジア
ミン、N−(p−クロロフェニル)−p−トリルスルホ
ンメチルアミン、N−(イソまたはp−カルボエトキシ
フェニル)−(p−トリルスルホンメチル)アミン、o
−ベンゾイックスルファミド、フタルアミド、安息香酸
スルファミド、酢散ヒドラジン、チオ尿素、N,N′−ジ
メチル−p−トルイジン、N,N′−ジメチル−o−トル
イジン、N,N′−ジシクロヘキシル−チオ尿素、アセチ
ルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素、メルカプトベンゾ
チアゾール、2−トリアゾール−3−ジオール、および
メルカプトベンゾイミダゾール等である。これらは1種
または2種以上の混合物を使用する。
本発明において用いられる触媒は、使用されるアクリ
ル−およびビニルコモノマーの分量の0.005〜0.5モルパ
ーセントで用いられ、レドックス触媒の1種または混合
物が選ばれる。これらを0.0005モル以下で使用する場
合、効果がなく、0.5モルを越える場合、グラフト収量
は大量のホモポリマーの生成によって減少する。
本発明においては調製される多糖類に基づいたポリア
クリル酸のアルカリ金属塩は粘性が50〜10,000cpsであ
る。硬水を使用する場合にも、これらは良好な分散効果
を示し、水溶液中の重金属イオンの沈澱を妨げる。また
これらは多糖類成分の生物分解性が高いので微生物によ
る良好な生物分解性を示す。
そこで、これらはキレート化能力および成分分解性の
両方の性質をもつ極めて有用な分散剤である。
次の実施例は本発明の原理を応用する方法を示すが、
その範囲を限定するものではない。
実施例1〜10 2リットルの2.6〜10.6%の水性イソプロパノールま
たはブタノールおよび32.4g(0.2モル)〜129.6g(0.8
モル)の穀類澱粉を還流コンデンサをもつ反応器に添加
し、均質溶液になるように70℃まで加熱し、次いで徐々
に40℃まで冷却した。続いて、14.4g(0.2モル)〜57.6
g(0.8モル)のアクリル酸、8.6g(0.1モル)〜17.2g
(0.2モル)のメタクリル酸、10g(0.1モル)〜20g(0.
2モル)のエチルアクリレートおよび過硫酸カリムウ
[9.99g(0.037モル)]および過酸化水素[1.97g(0.0
58モル)]の混合物を添加し、混合物を40℃で9時間撹
拌した。
水性アルコール溶液を減圧下に留出し反応物を水酸化
ナトリウム水溶液8g(0.2モル)〜32g(0.8モル)を用
いて中和し粘性の液体(40重量%の固体含量)を得た。
生成物の物理的性質を表1に示した。
比較例1〜9 上記実施例と同じ反応に対し2リットルの蒸留水、3
2.4g(0.2モル)〜129.6(0.8モル)の穀類澱粉、14.4g
(0.2モル)〜57.6g(0.8モル)のアクリル酸、8.6g
(0.1モル)〜17.2g(0.2モル)のメタクリル酸、10g
(0.1モル)のエチルアクリレート、および過硫酸カリ
ウム[9.99g(0.037モル)]および過酸化水素[1.97g
(0.058モル)]の混合物を添加し70℃まで加熱し均質
溶液にして、次に徐々に40℃まで冷却した。
混合物を40℃にて6時間撹拌した。水溶液を減圧下に
留出し反応体を8g(0.2モル)〜32g(0.8モル)の水酸
化ナトリウム水溶液を用いて中和し粘性の液体(40重量
%の固体含量)を得た。生成物の物理的性質を表2に示
した。
表1、2において、生成物のキレート化能力1)は日本
国特公開番号第52−4510(1977)および52−9005(197
7)の試験方法によって測定した。そして、生物分解性
2)はミラー試験法[Anal.Chem.,31(1959)426]によっ
て測定した。
即ち、3000IU/mlのα−アミラーゼ酵素を4%(w/v)
の固体試料に添加し、45℃で20分間、沸騰水で5分間放
置した。550nmでの溶液の吸光係数をジニトロサリチル
酸法で測定し、吸光係数が高いほど、酵素による生物分
解性が良いと評価された。
フロントページの続き (72)発明者 キム ヤン ウン 大韓民国 タエジョン 300−120,ドング −ク,ヨングン−ドン 297,ジュゴンア パート 142−203

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多糖類を60〜90℃の温度範囲にて2〜40時
    間アルコールを用いて溶解し、アクリル単量体および/
    またはビニルコモノマー、およびグラフト反応のための
    レドックス触媒の混合物を添加し、次いで減圧下に水性
    アルコール溶液を留出し、水酸化ナトリウム水溶液を用
    いて中和することを特徴とする多糖類に基づくポリアク
    リル酸のアルカリ金属塩を調製する方法。
  2. 【請求項2】前記アルコールが3〜9個の炭素のノルマ
    ルーまたはイソアルコールであり、0.5〜95%の水性溶
    液で使用される、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】前記グラフト反応が25〜70℃にて2〜40時
    間窒素雰囲気下で行われる、請求項1記載の方法。
JP5502741A 1991-07-16 1992-07-16 多糖類に基づくポリアクリル酸のアルカリ金属塩を調製する方法 Expired - Lifetime JPH089654B2 (ja)

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KR1991-12107 1991-07-16
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