JPS59189102A - カチオン変性ポリアクリルアミドの製造法 - Google Patents

カチオン変性ポリアクリルアミドの製造法

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JPS59189102A
JPS59189102A JP6286483A JP6286483A JPS59189102A JP S59189102 A JPS59189102 A JP S59189102A JP 6286483 A JP6286483 A JP 6286483A JP 6286483 A JP6286483 A JP 6286483A JP S59189102 A JPS59189102 A JP S59189102A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 木発cIllは製紙用添加剤としての用途を有するカチ
オン変性ポリアクリルアミドの製造法に関するものであ
る。
従来、ポリアクリルアミドのカチオン変性方法として、
アルカリ性領域下で、次亜ハロゲン酸塩を反応させてア
ミド基をアミノ基に変えるいわゆるホフマン分解反応が
よく知られており、その製品は製紙用添加剤として使用
されている。
しかしながら、ポリアクリルアミドと次亜ハロゲン酸と
をアルカリ性領域下で反応させる場合に、使用するアル
カIJ ffiが、目的とする変成物を設計する上で極
めて重要であって、例えばアルカリ量が少ないと、反応
が充分進行しないうちに反応の中間体であるインシアネ
ート基に起因すると考えられるゲル化が起こる場合が多
く、一方アルカリ量が多い場合、副反応としてポリアク
リルアミド中のアミド基の加水分解が進行し多量のカル
ボキシル基の生成や、隣接アミ7基と反応中間物である
イソシアネート基との反応生成物と考えられる尿素化合
物の生成のために、製紙用添加剤としての機能低下の問
題が生じてくる。さらに、ホブマン分解反応により導入
されるアミノ基は第1級アミンであるため、製紙用添加
剤としての機t@においても、特i’!:pH依存性の
見地から改良が望まれている。
本発明は、上記したホフマン分解反応の問題点を克服す
るために行われたものである。
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ポリアクリルアミ
ドと次亜ハロゲン酸塩とのアルカリ性領域下での反応を
、一般式 %式% (ただし、R1,R2は低級アルキル基、Xiは陰イオ
ン、Yl、Y2はハロゲン基、Pけ1〜5の整数を表わ
す。)で表わされる化合物U)と一般式%式% (ただし、Ra、R4は低級アルキル基、R5はHまた
け低級アルキル基、X2は陰イオン、Qは1〜5の整数
を表わす。)で示される化合物(2)とか、前者と後者
の当量比0.5〜1.0で混合しアルカリ性領域下で縮
合させた縮合生成物の存在下で行うことにより前記目的
を達し得ることを見出し、本発明を完成するに至ったの
である(本明細書で当量というのは酸、塩基の当量ま次
けそれに類似した意味である。) 化合物t1)と化合物(2)とを当量比0.5〜1.0
にしてアルカリ性領域下で縮合させた生成物の存在下で
ホフマン分解反応を起こさせることにより、ア   ・
ルカリ使用祇を次亜ハロゲン酸中の有効ハロゲンとほぼ
当量まで減少することができ、これによりホフマン分解
反応で問題となるアミド基の加水分解反応を抑制するこ
とができる。また、本発明の条件下においては、前記し
次ゲル化の現象を避けることができるが、これは前記縮
合化合物中の水酸基がホフマン分解反応の中間体のイン
シアネートと結合して、インシアネート基に基づく架橋
を抑制するためと考えられる。
化合物(1)は、低級アルキル基からなる第2級アミン
の塩(例えばジメチルアミン塩酸塩)とエピクロルヒド
リンとを縮合させることにより容易に得られる。ジメチ
ルアミン塩酸塩とエピクロルヒドリンのモル比が1=2
の場合の生成物は下記化合物(3)であり、2:3の場
合には化合物(4)が得られる。
しかしながら、ジメチルアミンとエビクロルのモル比を
1:lにすると、縮合反応が進んで高分子化合物となる
。この場合には前記したホフマン分解反応の際のゲル化
が問題となる。それゆえ、化合物i11におけるPの値
を1〜5、好ましくは、1〜3になるように、ジメチル
アミンとエピクロルヒドリンとのモル比を調節する必要
がある。
次に化合物(2)として七、塩化プリン[HOC!I(
2CH2N(CH3)3]+(317、ジメチルアミノ
アルコール(ca3)+Naa2cazoa・、ジエチ
ルアミノアルコール(02H5)2NOH20H20H
,およびこれらの4級化物が使用される。4級化剤とし
ては塩化メチル、塩化エチル等め低級アルキルハライド
、塩化ベンジルなどが使用できる。
化合物++1と化合物(2)との細合反1.トヌはアル
カリ性@域で行い、反応の進行はアルカリ消費量にょ9
決められる。縮合生成物(は化合物U)と化合物(2)
とがエーテル結合されることにより得られる。
化合物1+)と化合物(2)のモル比は0.5〜1.0
、特に0.75〜1.0が好まβしく、モル比が()、
5以下になれば、ホフマン分解反応にジハロヒドリン化
合物が存在することになり、重合体1間での架橋反応が
誘起され、反応生成物はグル状となる。
本発明によって得られる新規なカチオン性ボリアクリル
アミドは製紙用添加剤たとえば紙力増強剤、沖水歩留削
、填料歩留剤などに有効に使用される。さらに板紙など
の紙層間へ単独またけデン粉などとの併用添加により強
度を著しく向上させる効果がある。
次に実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
実施例 1、アクリルアミド重合体く8゜) アクリルアミド320g−、水1167gを内容積21
の四日フラスコにとり、内容物を49℃まで昇温し、過
硫酸アンモニウム5.1gを含む水溶液50gと、亜硫
酸ナトリウム0.51gを含む水溶液10gを添加した
ところ、90°Cまで上昇した。この温度を1時間保持
して、ポリマー濃度16.3%、粘度7500cps 
(25℃、B型粘度計で測定、以下同じ)のアクリルア
ミド重合体(a)を得た。
2、カチオン性ポリアクリルアミド(従来品の例)内容
積500mI!の四日フラスコに、上記アクリルアミド
重合体(a)108゜4gをとり、これに次亜塩素酸ナ
トリウム1.8gと水酸化ナトリウム1.5gとを含む
アルカリ性次亜塩素酸ナトリクム水溶液32.8gを撹
拌しながら滴下し、25℃で60m1n反応させた。そ
の後塩酸でpl(を4.5に調整して有効成分10%(
重量基準、以下同じ)のカチオン性ポリアクリルアミド
(従来品)を得た。
3、試製品 l(化合物U)と化合物(2)の縮合物の
例) 内容積500m1!の四日フラスコにジメチルアミンの
50%水溶液45.2gをとり、撹拌しながら塩酸の1
5%水溶液60.7gを滴下し、つづいてエピクロルヒ
ドリン69.4gを徐冷に滴下し、45〜50℃に2時
間保持し、ジメチルアミンとエピクロルヒドリンのモル
比が2:3の縮合物を得た。次いでこれに塩化コリン6
9.8Eおよび水酸化ナトリウムの15%水溶液133
.3 gを添加し、45〜50℃で2時間反応を行い、
固形分20%の反応生成物(試製品l)を得た。
4、試製品 2(化合物;1)と化1合物(2)の縮合
物の第2例) 試製品l製造の際、塩化プリンの代わりにN、N−ジメ
チルアミノエタノール52.2gを添加した以外は、実
質的に同一処理をして固形分20%の反応生成物(試製
品2)を得た。
5、試製品 3(カチオン変性ポリアクリルアミド) 内容積500+nl!の四日フラスコに、前記アクリル
装 アミド重合体(a) 108.4 gと、前記試品L 
19.2gと△ をとり撹拌混合[7た後、次亜塩素酸ナトリウム1.8
gと水酸化す;・リクム1.Ogとを含むアルカリ性次
亜塩素酸ナトリクム水溶液40gを滴下し、25℃で6
0分間反応させ、その後塩酸でPHを4.5に調整して
、有効成分10%のカチオン性ポリアクリルアミド(試
製品3)を得た。
6、試製品 4(カチオン変性ポリアクリルアミド) 内容積500m+1!の四日フラスコに、前記アクリル
アミド重合体(a) 108.4 g、と前記試製品1
.38.3gと命とり、攪拌混合した後、次亜塩素酸す
) IJクム3.5gと水酸化ナトリウム2.0gとを
合むアルカリ性次亜塩素酸ナトリウム水溶液70g金濶
下し、25℃で60分間反応させ、その後塩酸でpHを
4.5に調整し°C1有効成分10%のカチオン性ポリ
アクリルアミド(試製品4)を得た。
7、試製品 5(カチオン変性ポリアクリルアミド) 試製品3の製造法で、前記試製品1のかわりに、試製品
2,28.6gを添加した以外は実質的に同一操作を行
い、有効成分10%のカチオン性ポリアミド(試製品5
)を得た。
なお、従来品例、試作例2.3.4のカチオン5撮およ
びアニオン5策を第1表に示した。
第  1  表 友だし当量の測定は次の操作に従った。カチオン当量:
試料約100mg ’a−精秤し、100m/ビーカー
に移し精製水50m1’  を加える。マグネチツクス
タラーで5分間撹拌し、試料を完全に溶解させて、V1
0規冗の硫酸5m/を加え、トルイジングルーを指示薬
として1/40ζ)規定のポリビニル硫酸カリウム水溶
液で滴定する。
アニオン当量=試料約LOOmgを精秤し、50!I′
Ilの精製水中に完全に出解させる。1/2規定の水酸
化す) IJクム水m液1m/を加え、撹拌を続けなが
ら、1/200規定のポリアミンスルフォン水牌液10
meを加える。過剰に存在するポリアミンスルフォンを
、トルイジングルーf、指示薬として、1/400規定
のポリビニル硫酸カリウム水溶液で逆滴定する。
以−Lのカチオン性ポリアクリルアミドの製紙用薬品と
しての性¥I?、?8. b’Aの結果に以下に述べる
試験例 1 NUKP(G、8.F、 = 450mt’ )を使用
し、パルプ濃度3%のスラリーに硫酸アルミニウムをノ
くルプに対して1%加え、さらに上記のとおり試製した
カチオン性アクリルアミドを、パルプに対して、0.3
%、0.5%、0.7%加え、5分間撹拌した後、タラ
ビースタンダートシートマシンで坪量60シ曾となるよ
うに抄紙した。ついでその紙を4VAで1分間プレス脱
水した後、105℃で3分間乾燥した。
その後シートを20″Q相対湿度65%で24時間調湿
した後尾破裂強度を測定した。結果を第2表に示す。
第  2  表 試験例 2 上層としてL/N (70/30 ) BKP (0,
S、F’=430m/)、下層として新聞故紙(0,S
、F = 300m1りを使用し、パルプ濃度3%のス
ラリーに対して上層には硫酸アルミニウムをパルプに対
し2%、試製品および従来品のカチオン変性ポリアクリ
ルアミドを0.15%添加し、5分間撹拌後タビスタン
ダードシートマシンで坪量80ν讐になるように抄紙し
、L/N BKPの湿紙を得た。一方下層!では試製品
および従来品のカナオン変性ポリアクリルアミドを0.
15%添加し、L/N BKPと同様の操作を繰り返し
新聞故紙の湿紙を得た。両湿紙を重ね合わせて4値で2
分間脱水プレスした後110’Cで3分間乾燥した。そ
の後シートを20’CS相対湿度65%で24時間調湿
した後層間強度をジャパンタツビー!18m決に準じて
測定し比。&j果r弗3表に示す。
第  3  表

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ポリアクリルアミドと次亜ハロゲン酸塩とのアルカリ性
    領域下での反応を、 OHR20H (次だしRζRsJ、低級アルキル基、xlは陰イオン
    、Yはハロゲン基、Pは1〜5の整数を表わす。 )で示される化合物It)と、 5 (ただし、R3、R4は低級アルキル基、R5はHまた
    は低級アルキル基、X2は陰イオン、Qは1〜5の整数
    を表わす。)で示される化合物(2)との、0.5〜1
    .Oii比の混合物のアルカリ性領域下での縮合物の存
    在下で、行うことを特徴とするカチオン変性ポリアクリ
    ルアミドの製造法。
JP6286483A 1983-04-09 1983-04-09 カチオン変性ポリアクリルアミドの製造法 Granted JPS59189102A (ja)

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